تطبيق التقنيات الخلوية لتحسين مظهر الندبات

يتميز العلم الحديث بالتطور السريع لعدد من التخصصات ذات الصلة، والتي تُجمع تحت مسمى عام هو "التكنولوجيا الحيوية". يهدف هذا الفرع من العلوم، القائم على أحدث الإنجازات في مجالات علم الأحياء، وعلم الخلايا، وعلم الوراثة الجزيئي، والهندسة الوراثية، وزراعة الأعضاء، إلى استغلال الإمكانات الهائلة الكامنة في الخلايا النباتية والحيوانية - الوحدات الهيكلية الأساسية لجميع الكائنات الحية. "الخلية الحية هي مفاعل تكنولوجي حيوي جاهز، لا تقتصر فيه العمليات المؤدية إلى تكوين المنتج النهائي على تحقيق العمليات التي تُسهم في الحفاظ على النشاط التحفيزي للنظام على مستوى عالٍ" - جون وودوارد، 1992. بدأت علوم الخلايا عام 1665، عندما ابتكر الفيزيائي الإنجليزي ر. هوك أول مجهر واكتشف الخلايا - "الخلايا" (cellulae) في سدادة فلين. في عام 1829، أثبت م. شلايدن وت. شوان "نظرية الخلية"، التي أثبتت أن جميع الكائنات الحية تتكون من خلايا. في عام ١٨٥٨، أثبت ر. فيرشو أن جميع الأمراض ناتجة عن خلل في التنظيم الهيكلي واستقلاب الخلايا. وأصبح مؤسس "علم أمراض الخلايا". وقد قدّم ر. هاريسون وأ. أ. ماكسيموف مساهمة أساسية في علم الخلية بين عامي ١٩٠٧ و١٩١١، حيث أثبتا إمكانية زراعة الخلايا خارج الجسم. وقد أظهر عملهما أنه لزراعة الخلايا، يجب فصل الأنسجة الحيوانية وأجزاء النبات ميكانيكيًا إلى قطع صغيرة. ولعزل الخلايا، تُقطع الأنسجة بسكين حاد أو ميكروتوم إلى شرائح رقيقة، يتراوح سمكها بين ٠.٥ و١.٠ مم تقريبًا. ويُسمى الفصل الفيزيائي للخلايا التثبيت. ويتم الحصول على الخلايا المعزولة عن طريق التشتت الإنزيمي لقطع من النباتات أو الأنسجة. وبعد طحنها بمقص حاد، تُعالج القطع بالتربسين أو الكولاجيناز للحصول على مُعلق - وهو مُعلق للخلايا الفردية أو تجمعاتها الدقيقة في وسط خاص. وتُستخدم هلاميات الألجينات (ألجينات الكالسيوم) على نطاق واسع لتثبيت الخلايا النباتية. ثبت أن الخلايا النباتية والحيوانية المُثبَّتة تحتفظ بقدرتها على التخليق الحيوي. تتراكم نواتج التخليق الحيوي الخلوي في الخلايا، ويتم التعبير عنها إما تلقائيًا أو بمساعدة مواد خاصة تُعزِّز نفاذية أغشية الخلايا.

تُعدّ زراعة الخلايا الحيوانية عمليةً أكثر تعقيدًا بكثير من زراعة الخلايا النباتية، إذ تتطلب معداتٍ حديثةً خاصة، وتقنياتٍ متطورة، ووسطًا متنوعًا، وعوامل نموٍّ مصممةً للحفاظ على حيوية الخلايا والحفاظ عليها في حالةٍ من النشاط الوظيفي العالي. وقد وُجد أن معظم خلايا الأنسجة الصلبة، مثل أنسجة الكلى والكبد والجلد، تعتمد على السطح، لذا لا يمكن زراعتها في المختبر إلا على شكل صفائح رقيقة أو طبقاتٍ أحاديةٍ متصلةٍ مباشرةً بسطح الركيزة. ويعتمد عمر الخلايا المُستحصل عليها عن طريق التشتت الإنزيمي للأنسجة، وتكاثرها، واستقرارها الوظيفي بشكلٍ كبيرٍ على الركيزة التي تُزرع عليها. ومن المعروف أن جميع الخلايا المُستحصل عليها من أنسجة الفقاريات لها شحنة سطحية سالبة، لذا فإن الركائز ذات الشحنة الموجبة مناسبةٌ لتثبيتها. ويمكن الحفاظ على الخلايا المعزولة المُستحصل عليها مباشرةً من الأنسجة الكاملة في مزرعةٍ أوليةٍ في حالةٍ ثابتةٍ مع الحفاظ على خصوصيةٍ وحساسيةٍ عاليتين لمدة 10-14 يومًا. وتلعب الخلايا المُثبتة والمعتمدة على السطح دورًا رئيسيًا في علم الأحياء اليوم، وخاصةً في الأبحاث السريرية. تُستخدم هذه التقنية لدراسة دورات نمو الخلايا، وتنظيم نموها وتمايزها، والاختلافات الوظيفية والمورفولوجية بين الخلايا الطبيعية والورمية. تُستخدم طبقات الخلايا الأحادية المثبتة في الاختبارات الحيوية، لتحديد كمية المواد النشطة بيولوجيًا، وكذلك لدراسة تأثير مختلف الأدوية والسموم عليها. وقد أبدى الأطباء من جميع التخصصات اهتمامًا كبيرًا بالخلية كعامل علاجي لعقود. وتشهد تقنيات الخلايا حاليًا تطورًا سريعًا في هذا الاتجاه.

يرتبط بداية العلاج بالأنسجة والخلايا باسم العالم الروسي الشهير ف. ب. فيلاتوف، الذي وضع أسس نظرية العلاج بالأنسجة عام ١٩١٣، بدراسة نتائج عمليات زرع القرنية من متبرعين أصحاء إلى مرضى إعتام عدسة العين. واكتشف خلال عمله في عمليات زرع القرنية أن القرنية المحفوظة في البرد لمدة ١-٣ أيام عند درجة حرارة -٢-٤ درجات مئوية تتجذر بشكل أفضل من القرنية الطازجة. وهكذا، اكتُشفت قدرة الخلايا على إفراز بعض المواد في ظروف غير مواتية تُحفز العمليات الحيوية في الأنسجة المزروعة والعمليات التجديدية في أنسجة المتلقي. تكون الأنسجة والخلايا المنفصلة عن الجسم في حالة إجهاد، أي بطء في النشاط الحيوي. يتوقف دوران الدم فيها، وبالتالي تتوقف التغذية. يصبح تنفس الأنسجة صعبًا للغاية، ويضطرب العصب والانفعال. ونظرًا لحالة نوعية جديدة، والتكيف مع الظروف الجديدة، تُنتج الخلايا مواد خاصة ذات خصائص علاجية. أطلق في. بي. فيلاتوف على هذه المواد غير البروتينية اسم "المنشطات الحيوية". وقد أثبت بالتعاون مع في. في. سكورودينسكايا أن المواد المأخوذة من الحيوانات والنباتات يمكن تعقيمها بحرية عند درجة حرارة 120 درجة مئوية لمدة ساعة بعد حفظها في ظروف غير مواتية، وأنها لم تفقد نشاطها فحسب، بل زادته، وهو ما فُسِّر بإطلاق المنشطات الحيوية من الأنسجة المحفوظة. بالإضافة إلى ذلك، فقدت هذه المواد خصائصها المستضدية، مما قلل بشكل كبير من احتمالية الرفض. أُدخلت المادة المعقمة المحفوظة إلى الجسم عن طريق الزرع (الغرس) تحت الجلد أو على شكل حقن مستخلصات، وحققت نتائج كافية. كما اكتُشف أن أنسجة الجنين تحتوي على عدد أكبر بكثير من المواد النشطة بيولوجيًا مقارنةً بأنسجة البالغين، وأن بعض العوامل توجد فقط في الأجنة. لا يُدرك جسم المتلقي الأنسجة الجنينية المُلقحة على أنها غريبة، وذلك لغياب البروتينات المسؤولة عن تحديد الأنواع والأنسجة والخصائص الفردية (بروتينات مُعقد التوافق النسيجي الرئيسي) في الأغشية السيتوبلازمية. ونتيجةً لذلك، لا يُحفز تلقيح أنسجة الجنين الحيوانية في جسم الإنسان آليات الحماية المناعية وردود الفعل الناتجة عن عدم التوافق والرفض. استخدم الدكتور ف. ب. فيلاتوف المشيمة والجلد البشري على نطاق واسع في ممارسته الطبية. وتألفت دورات العلاج من 30 إلى 45 حقنة من مستخلصات الأنسجة، وزرعة أو زرعتين من الأنسجة المُعقمة.

بعد أن بدأ أبحاثه على الأنسجة والخلايا البشرية والحيوانية، نقل تعميماته إلى عالم النبات. أجرى تجارب على أجزاء حية من النباتات (الصبار، الموز الجنة، الأغاف، قمم البنجر، نبتة سانت جون، إلخ)، وهيأ لها ظروفًا غير مواتية، بوضع الأوراق المقطوعة في مكان مظلم، لأن النبات يحتاج إلى الضوء لأداء وظائفه الحيوية. كما عزل المنشطات الحيوية من طين مصب النهر والجفت، نظرًا لأن الطين والجفت يتشكلان بمشاركة النباتات الدقيقة والحيوانات الدقيقة.

شهد العلاج بالأنسجة تطورًا جديدًا في أواخر سبعينيات القرن الماضي، عندما أتاحت المعرفة والخبرة المتراكمة على مدى عقود استخدام الأنسجة والخلايا الحيوانية والنباتية بمستوى نوعي جديد لعلاج البشر وإطالة أعمارهم النشطة. وهكذا، في بعض العيادات المحلية وعدد من العيادات الأجنبية، بدأت النساء في سن اليأس الفسيولوجي المصابات بمتلازمة انقطاع الطمث أو على خلفية استئصال المبيض، بالخضوع للعلاج بالأنسجة باستخدام أنسجة جنينية من المشيمة، والوطاء، والكبد، والمبيضين، والغدة الزعترية، والغدة الدرقية لإبطاء عملية الشيخوخة، وتطور تصلب الشرايين، وهشاشة العظام، واختلال وظائف الجهاز المناعي، والغدد الصماء، والجهاز العصبي. في إحدى أعرق عيادات التجميل للشيخوخة في أوروبا الغربية، تُستخدم حقن مستخلصات من أنسجة جنينية من الغدد التناسلية للكباش للأغراض نفسها منذ عقود.

في بلدنا، انتشر استخدام العلاج بالتحفيز الحيوي على نطاق واسع. حتى وقت قريب، كان يُوصف للمرضى المصابين بأمراض مختلفة حقنٌ نشطة من مستخلصات المشيمة، والصبار، والكالانشو، والسدوم الكبير (المُستخلص بيولوجيًا)، وFiBS، ومقطرات الطين، والبيلويدين، والجفت، والهوميسول، المُحضرة وفقًا لطريقة ف. ب. فيلاتوف. حاليًا، يكاد يكون من المستحيل شراء هذه المستحضرات النسيجية المنزلية عالية الفعالية وغير المكلفة، ذات الأصل الحيواني والنباتي والمعدني، من الصيدليات.

تُعدّ أبحاث الدكتور في. بي. فيلاتوف أساسًا للحصول على مُستحضرات حيوية مُختلفة من أنسجة وأعضاء بشرية مُستوردة، مثل الرومالون (من أنسجة الغضاريف ونخاع العظم)، والأكتوفيجين (من دم العجول)، والسولكوسيريل (مستخلص دم الأبقار)، بالإضافة إلى مُستحضرات محلية - الجسم الزجاجي (من الجسم الزجاجي لعين الأبقار)، والكيراكول (من قرنية الأبقار)، والسبلينين (من طحال الأبقار)، والإبيثالامين (من منطقة المهاد-المشاش). وتتمثل الخاصية المُوحدة لجميع مُستحضرات الأنسجة في التأثير العام على الجسم بأكمله. وهكذا، شكّل كتاب "العلاج النسيجي" للأكاديمي في. بي. فيلاتوف أساسًا لمعظم التطورات والاتجاهات الحديثة في الجراحة، وعلم المناعة، وطب التوليد وأمراض النساء، وعلم الشيخوخة، وعلم الاحتراق، والأمراض الجلدية، والتجميل، المتعلقة بالخلية ومنتجات تخليقها الحيوي.

لطالما شغلت مشكلة زراعة الأنسجة البشرية منذ القدم. ففي بردية إيبرس، التي يعود تاريخها إلى 8000 قبل الميلاد، ورد ذكر استخدام زراعة الأنسجة لتعويض عيوب في مناطق معينة من الجسم. وفي "كتاب الحياة" للعالم الهندي سوشروتا، الذي عاش قبل 1000 عام قبل الميلاد، وصف مفصل لعملية ترميم الأنف من جلد الخدين والجبهة.

ازدادت الحاجة إلى جلد المتبرع بشكل متناسب مع زيادة عدد جراحات التجميل والترميم. وفي هذا الصدد، بدأ استخدام جلد الجثث والأجنة. كانت هناك حاجة للحفاظ على موارد المتبرع وإيجاد طرق لاستبدال الجلد البشري بأنسجة حيوانية وخيارات مختلفة لنمذجة الجلد. وفي هذا الاتجاه عمل العلماء عندما أظهر ب. ميدوفار لأول مرة في عام 1941 الإمكانية الأساسية لنمو الخلايا الكيراتينية في المختبر. وكانت المرحلة المهمة التالية في تطوير التقنيات الخلوية هي عمل كاراسيك م. وتشارلتون م.، اللذين أجريا في عام 1971 أول عملية زرع ناجحة للخلايا الكيراتينية الذاتية من مزرعة أولية على جروح الأرانب، باستخدام هلام الكولاجين كركيزة لزراعة CC، مما أدى إلى تحسين تكاثر الخلايا في المزرعة. طور ج. راينفالد وهـ. جرين تقنية للزراعة المتسلسلة لكميات كبيرة من الخلايا الكيراتينية البشرية. في عام 1979، اكتشف جرين وزملاؤه آفاق الاستخدام العلاجي لثقافة الخلايا الكيراتينية في استعادة الجلد في حالات الحروق الواسعة، وبعد ذلك بدأ استخدام هذه التقنية، التي تم تحسينها باستمرار، من قبل الجراحين في مراكز الحروق في الخارج وفي بلدنا.

في سياق دراسة الخلايا الحية، وُجد أن الخلايا لا تُنتج مُحفزات حيوية ذات أصل غير بروتيني فحسب، بل تُنتج أيضًا عددًا من السيتوكينات والوسطاء وعوامل النمو والببتيدات، والتي تلعب دورًا مهمًا في تنظيم توازن الجسم بأكمله. وُجد أن العديد من الخلايا والأنسجة تحتوي على مُنظمات حيوية ببتيدية، ذات نطاق واسع من التأثيرات البيولوجية، وتُنسق عمليات نمو ووظائف الأنظمة متعددة الخلايا. وقد بدأ عصر استخدام زراعة الخلايا كعامل علاجي. في بلدنا، تم اعتماد زراعة مُعلقات الخلايا الليفية وطبقات الخلايا الكيراتينية متعددة الطبقات في علم الاحتراق في العقود الأخيرة. ويُفسر هذا الاهتمام النشط بزراعة خلايا الجلد لمرضى الحروق بالحاجة إلى إغلاق سريع لأسطح الحروق الكبيرة ونقص الجلد المُتبرع به. أثبتت إمكانية عزل خلايا من قطعة صغيرة من الجلد قادرة على تغطية سطح جرح أكبر بـ 1000 أو حتى 10000 مرة من مساحة جلد المتبرع أنها جذابة للغاية ومهمة لمرضى الحروق وعلم الاحتراق. تختلف نسبة زراعة طبقة الخلايا الكيراتينية حسب منطقة الحرق وعمر المريض وصحته من 71.5 إلى 93.6٪. يرتبط الاهتمام بزراعة الخلايا الكيراتينية والليفية ليس فقط بإمكانية إغلاق عيب الجلد بسرعة، ولكن أيضًا بحقيقة أن هذه الزراعات لها إمكانات نشطة بيولوجيًا قوية لتحسين مظهر الأنسجة التي تم الحصول عليها نتيجة للزرع. تكوين أوعية جديدة، وتخفيف نقص الأكسجين، وتحسين التغذية، وتسريع نضج الأنسجة غير الناضجة - هذا هو الأساس المورفو-وظيفي لهذه التغييرات الإيجابية التي تحدث بسبب إطلاق عوامل النمو والسيتوكينات بواسطة الخلايا المزروعة. بفضل إدخال التقنيات الخلوية المتطورة لزرع طبقات متعددة الخلايا من الخلايا الكيراتينية الذاتية والمتماثلة والأرومات الليفية على أسطح الجروح الكبيرة في الممارسة الطبية، تمكن أخصائيو علم الحروق ليس فقط من خفض معدل وفيات ضحايا الحروق ذوي النسبة العالية من الآفات الجلدية، بل أيضًا من تحسين النسيج الندبي الذي يحدث حتمًا في موقع الحروق من الدرجة الثانية (IIb) والثالثة (IIIa) والدرجة الثانية (b). وقد أوحت خبرة أخصائيي علم الحروق المكتسبة في علاج أسطح الجروح لدى مرضى الحروق بفكرة استخدام طريقة جرين المعدلة في الممارسة الجراحية الجلدية لمختلف أمراض الجلد والتجميل (القرحة الغذائية، البهاق، الشامات، انحلال البشرة الفقاعي، إزالة الوشم، تغيرات الجلد المرتبطة بالعمر، وتحسين مظهر الندبات).

يتميز استخدام الخلايا الكيراتينية الخيفية في الجراحة، وعلم الأورام، وطب التجميل الجلدي بعدد من المزايا مقارنةً بالخلايا الكيراتينية الذاتية، إذ يُمكن تحضير المادة الخلوية مسبقًا بكميات غير محدودة، وحفظها واستخدامها عند الحاجة. ومن المعروف أيضًا أن الخلايا الكيراتينية الخيفية تتميز بنشاط مستضدي منخفض، إذ تفقد خلايا لانغرهانس، الحاملة لمستضدات معقد HLA، عند زراعتها في المختبر. ويدعم استخدام الخلايا الكيراتينية الخيفية أيضًا استبدالها بخلايا ذاتية بعد الزراعة، وفقًا لباحثين مختلفين، في غضون 10 أيام إلى 3 أشهر. وفي هذا الصدد، أُنشئت بنوك خلايا في العديد من الدول اليوم، مما يُتيح الحصول على عمليات زرع الخلايا بالكمية المطلوبة وفي الوقت المناسب. وتوجد هذه البنوك في ألمانيا والولايات المتحدة الأمريكية واليابان.

يعود الاهتمام باستخدام التقنيات الخلوية في تجميل الجلد إلى ما تتمتع به "التركيبات الخلوية" من إمكانات حيوية ومعلوماتية هائلة، تُمكّن من الحصول على نتائج علاجية نوعية جديدة. تعمل الكينات الذاتية التي تفرزها الخلايا المزروعة (عوامل النمو، السيتوكينات، أكسيد النيتريك، إلخ) بشكل رئيسي على الخلايا الليفية في الجسم، مما يزيد من نشاطها التركيبي والتكاثري. تجذب هذه الحقيقة الباحثين بشكل خاص، لأن الخلايا الليفية هي خلية أساسية في الأدمة، ويحدد نشاطها الوظيفي حالة جميع طبقات الجلد. ومن المعروف أيضًا أنه بعد إصابة الجلد بالكي أو الليزر أو الإبر أو غيرها من الأدوات، يُعاد تزويد الجلد بسلائف جذعية جديدة من الخلايا الليفية من نخاع العظم والنسيج الدهني والخلايا المحيطة بالشعيرات الدموية، مما يُسهم في "تجديد" مجموعة خلايا الجسم. يبدأون بنشاط في تصنيع الكولاجين والإيلاستين والإنزيمات والجليكوز أمينوغليكان وعوامل النمو والجزيئات النشطة بيولوجيًا الأخرى، مما يؤدي إلى زيادة ترطيب وتوعية الأدمة، وتحسين قوتها،