الخلايا الجذعية المكونة للدم

تتميز الخلايا الجذعية المكونة للدم (HSCs)، مثل الخلايا السلفية المتوسطة، بتعدد القدرات وتؤدي إلى ظهور سلالات الخلايا، والتي تشكل العناصر النهائية منها العناصر المكونة للدم، فضلاً عن عدد من خلايا الأنسجة المتخصصة في الجهاز المناعي.

تعود فرضية وجود سلف مشترك لجميع خلايا الدم، وكذلك مصطلح "الخلية الجذعية" نفسه، إلى أ. ماكسيموف (1909). إن إمكانية تكوين كتلة خلوية في الخلايا الجذعية المكونة للدم هائلة - حيث تنتج الخلايا الجذعية لنخاع العظم يوميًا 10 خلايا تُشكل العناصر المكونة للدم المحيطي. وقد ثبت وجود الخلايا الجذعية المكونة للدم عام 1961 في تجارب أُجريت على استعادة تكوين الدم لدى الفئران التي تلقت جرعة قاتلة من الإشعاع المدمر للخلايا الجذعية لنخاع العظم. وبعد زرع خلايا نخاع عظم متماثلة الجينات في هذه الحيوانات المعرضة للإشعاع المميت، عُثر على بؤر منفصلة لتكوين الدم في طحال المتلقيات، وكان مصدرها خلايا سليفة مستنسخة وحيدة.

ثم ثبتت قدرة الخلايا الجذعية المكونة للدم على الحفاظ على ذاتها، مما يوفر وظيفة تكوين الدم في عملية التكوّن الجنيني. تتميز الخلايا الجذعية المكونة للدم، أثناء التطور الجنيني، بنشاط هجرة عالٍ، وهو ضروري لانتقالها إلى مناطق تكوين الأعضاء المكونة للدم. وتظل هذه الخاصية محفوظة أيضًا في عملية التكوّن الجنيني - فبفضل هجرتها المستمرة، يحدث تجديد دائم لمجموعة الخلايا المناعية الكفؤة. وقد شكلت قدرة الخلايا الجذعية المكونة للدم على الهجرة، واختراق الحواجز الهيستولوجية الدموية، والانغراس في الأنسجة، والنمو الاستنساخي، أساسًا لزراعة خلايا نخاع العظم في عدد من الأمراض المرتبطة بأمراض الجهاز المكون للدم.

كما هو الحال مع جميع مصادر الخلايا الجذعية، توجد الخلايا الجذعية المكونة للدم في بيئتها (نخاع العظم) بكميات ضئيلة جدًا، مما يُسبب بعض الصعوبات في عزلها. مناعيًا، تُوصف الخلايا الجذعية المكونة للدم البشرية بأنها خلايا قاتلة طبيعية (CD34+) قادرة على الهجرة إلى مجرى الدم وتكوين أعضاء الجهاز المناعي أو إعادة تكوين سدى نخاع العظم. تجدر الإشارة إلى أن الخلايا الجذعية المكونة للدم ليست من أقل خلايا نخاع العظم نضجًا، بل تنشأ من أسلافها، والتي تشمل خلايا سلبية لـ CD34 شبيهة بالخلايا الليفية. وقد ثبت أن الخلايا ذات النمط الظاهري CD34 قادرة على دخول مجرى الدم، حيث تُغير نمطها الظاهري إلى CD34+، ولكن عند الهجرة العكسية إلى نخاع العظم، وتحت تأثير البيئة المحيطة، تُصبح مرة أخرى عناصر خلايا جذعية سلبية لـ CD34. في حالة الراحة، لا تستجيب خلايا CD34~ لإشارات تنظيمية من الغدد الصماء (عوامل النمو، السيتوكينات). ومع ذلك، في الحالات التي تتطلب كثافة متزايدة لتكوين الدم، تستجيب الخلايا الجذعية ذات النمط الظاهري CD34 لإشارات التمايز بتكوين كل من الخلايا السلفية المكونة للدم والخلايا الوسيطة. يحدث تكوين الدم من خلال الاتصال المباشر للخلايا الجذعية المكونة للدم مع العناصر الخلوية لنسيج سدى نخاع العظم، والممثلة بشبكة معقدة من الخلايا البلعمية، والخلايا البطانية الشبكية، والخلايا بانيات العظم، والخلايا الليفية السدوية، والمصفوفة خارج الخلية. لا يُعد النسيج السدوي لنخاع العظم مجرد مصفوفة أو "هيكل" للأنسجة المكونة للدم؛ بل إنه يُجري تنظيمًا دقيقًا لتكوين الدم بفضل الإشارات التنظيمية من الغدد الصماء لعوامل النمو، والسيتوكينات، والكيموكينات، كما يوفر تفاعلات التصاق ضرورية لتكوين خلايا الدم.

وهكذا، يعتمد نظام تكوين الدم المتجدد باستمرار على خلية جذعية مكونة للدم متعددة القدرات (من منظور تكوين الدم) قادرة على الحفاظ على ذاتها على المدى الطويل. خلال عملية الارتباط، تخضع الخلايا الجذعية المكونة للدم للتمايز الأولي، وتُشكل نسخًا خلوية تختلف في خصائصها الشكلية والمناعية. وينتهي التكوين المتتالي للخلايا السلفية البدائية والمرتبطة بتكوين خلايا سلفية قابلة للتحديد شكليًا من سلالات مكونة للدم متنوعة. وتنتج المراحل اللاحقة من عملية تكوين الدم المعقدة متعددة المراحل نضج الخلايا وإطلاق العناصر الناضجة المُشكلة في الدم المحيطي - كريات الدم الحمراء، وكريات الدم البيضاء، واللمفاويات، والصفيحات الدموية.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]

مصادر الخلايا الجذعية المكونة للدم

تُعتبر الخلايا الجذعية المكونة للدم أكثر مصادر الخلايا الجذعية دراسةً، ويعود ذلك بشكل رئيسي إلى استخدامها السريري في زراعة نخاع العظم. للوهلة الأولى، يُعرف الكثير عن هذه الخلايا. وهذا صحيح إلى حد ما، إذ تُعدّ السلالات المتوسطة والناضجة من الخلايا الجذعية المكونة للدم أكثر العناصر الخلوية سهولةً في الوصول، وقد دُرست كلٌّ منها (كريات الدم الحمراء، وكريات الدم البيضاء، واللمفاويات، والوحيدات/البلعميات، والصفائح الدموية) بعناية على جميع المستويات - من المجهر الضوئي إلى المجهر الإلكتروني، ومن الخصائص البيوكيميائية والمناعية الظاهرية إلى التحديد باستخدام طرق تحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR). ومع ذلك، فإن رصد المعايير المورفولوجية، والبنيوية، والكيميائية الحيوية، والمناعية الظاهرية، والبيوفيزيائية، والجينومية للخلايا الجذعية المكونة للدم لم يُقدّم إجاباتٍ للعديد من الإشكاليات، والتي يُعدّ حلها ضروريًا لتطوير زراعة الخلايا. لم يتم بعد تحديد آليات تثبيت الخلايا الجذعية المكونة للدم في حالة نائمة، وتنشيطها، ودخولها مرحلة الانقسام المتماثل أو غير المتماثل، والأهم من ذلك، الالتزام بتكوين عناصر الدم المشكلة وظيفيًا المختلفة مثل كريات الدم الحمراء، وكريات الدم البيضاء، والخلايا الليمفاوية، والصفائح الدموية.

أثار وجود خلايا ذات النمط الظاهري CD34 في نخاع العظم، وهي أسلاف كل من الخلايا الجذعية المتوسطة والمكونة للدم، تساؤلاً حول وجود أقدم أسلاف التمايز الخلوي إلى سلالات نسجية ودموية، قريبة من الخلايا السالبة لـ CD34. تم الحصول على ما يسمى بالخلايا المبتدئة للزراعة طويلة الأمد (LTC-IC) باستخدام طريقة الزراعة طويلة الأمد. يتجاوز عمر هذه الخلايا السلفية ذات النشاط المكون للمستعمرات على أساس نسجي لنخاع العظم مع مزيج معين من عوامل النمو 5 أسابيع، بينما تبلغ صلاحية وحدات تكوين المستعمرات الملتزمة (CFU) في المزرعة 3 أسابيع فقط. يُعتبر LTC-IC حاليًا نظيرًا وظيفيًا للخلايا الجذعية المكونة للدم، نظرًا لإمكانية إعادة التكاثر العالية، حيث يتميز حوالي 20% من LTC-IC بالنمط الظاهري CD34+CD38- ويُظهر قدرة عالية على التجديد الذاتي. توجد هذه الخلايا في نخاع العظم البشري بنسبة 1:50,000. ومع ذلك، تُعتبر الخلايا البادئة للخلايا اللمفاوية النقوية، والتي تُستحصل عليها في ظروف زراعة طويلة الأمد (15 أسبوعًا)، الأقرب إلى الخلايا الجذعية المكونة للدم. تُعرف هذه الخلايا باسم LTC، وهي من بين خلايا نخاع العظم البشري، وتُوجد بنسبة أقل بعشر مرات من LTC-IC، وتُشكل سلالات خلوية من سلالات الدم النخاعية واللمفاوية.

على الرغم من أن وسم الخلايا الجذعية المكونة للدم باستخدام الأجسام المضادة وحيدة النسيلة، متبوعًا بالتحديد المناعي الظاهري، هو الطريقة الرئيسية للتعرف على الخلايا المكونة للدم ذات الإمكانات الجذعية وفرزها انتقائيًا، إلا أن التطبيق السريري للخلايا الجذعية المكونة للدم المعزولة بهذه الطريقة محدود. يؤدي حجب مستقبل CD34 أو مستضدات أخرى بواسطة الأجسام المضادة أثناء الفرز المناعي الإيجابي إلى تغيير خصائص الخلية المعزولة. ويُعتبر عزل الخلايا الجذعية المكونة للدم السلبية على أعمدة مغناطيسية هو الخيار الأفضل. ومع ذلك، في هذه الحالة، تُستخدم عادةً الأجسام المضادة وحيدة النسيلة المثبتة على حامل معدني للفرز. بالإضافة إلى ذلك، وهو أمر مهم، تعتمد كلتا طريقتي عزل الخلايا الجذعية المكونة للدم على الخصائص الظاهرية أكثر من الخصائص الوظيفية. لذلك، يُفضل العديد من الباحثين استخدام تحليل المعلمات الاستنساخية للخلايا الجذعية المكونة للدم، مما يسمح بتحديد درجة نضج واتجاه تمايز الخلايا السلفية من خلال حجم وتركيب المستعمرات. ومن المعروف أنه خلال عملية الالتصاق، يتناقص عدد الخلايا وأنواعها في المستعمرة. تُكوّن الخلية الجذعية المُكوّنة للدم وخليتها الوليدة المبكرة، والمعروفة باسم "وحدة تكوين مستعمرات المحببات-الحمراء-الوحيدات-النواءات الضخمة" (CFU-GEMM)، مستعمرات كبيرة متعددة السلالات في مزرعة تحتوي على المحببات، والحمراء، والوحيدات، والنواءات الضخمة، على التوالي. تُشكّل وحدة تكوين مستعمرات المحببات-الوحيدات (CFU-GM)، الواقعة أسفل خط الالتزام، مستعمرات من المحببات والبلعميات، بينما تُشكّل وحدة تكوين مستعمرات المحببات (CFU-G) مستعمرة صغيرة فقط من المحببات الناضجة. تُشكّل وحدة تكوين مستعمرات الكريات الحمراء المبكرة، وهي وحدة تكوين الكريات الحمراء المتفجرة (CFU-E)، مصدر مستعمرات الكريات الحمراء الكبيرة، بينما تُشكّل وحدة تكوين مستعمرات الكريات الحمراء الأكثر نضجًا (CFU-E) مصدر مستعمرات الكريات الحمراء الصغيرة. بشكل عام، عندما تنمو الخلايا على بيئات شبه صلبة، يمكن التعرف على الخلايا التي تشكل ستة أنواع من المستعمرات النخاعية: CFU-GEMM، CFU-GM، CFU-G، CFU-M، BFU-E، وCFU-E).

ومع ذلك، بالإضافة إلى مشتقات الخلايا الجذعية المكونة للدم، تحتوي أي مادة مصدرية لعزل الخلايا الجذعية المكونة للدم على عدد كبير من الخلايا المصاحبة. في هذا الصدد، يلزم التنقية الأولية للزرع، أولاً وقبل كل شيء، من الخلايا النشطة في الجهاز المناعي للمتبرع. عادةً ما يُستخدم الانتقاء المناعي لهذا الغرض، بناءً على التعبير عن مستضدات محددة بواسطة الخلايا الليمفاوية، مما يُتيح عزلها وإزالتها باستخدام الأجسام المضادة وحيدة النسيلة. بالإضافة إلى ذلك، طُوّرت طريقة مناعية لاستنزاف الخلايا الليمفاوية التائية من عملية زرع نخاع العظم، والتي تعتمد على تكوين معقدات من الخلايا الليمفاوية CD4+ والأجسام المضادة وحيدة النسيلة المحددة، والتي تُزال بفعالية باستخدام فصل مكونات الدم. تضمن هذه الطريقة إنتاج مادة خلوية نقية تحتوي على 40-60% من الخلايا الجذعية المكونة للدم.

تتم زيادة عدد الخلايا السلفية نتيجة إزالة العناصر الناضجة المتكونة من الدم من ناتج فصل الكريات البيضاء، وذلك عن طريق الطرد المركزي بالتيار المعاكس، متبوعًا بالترشيح (بوجود مادة مخلبية - سترات الصوديوم الثلاثية) عبر أعمدة تحتوي على ألياف نايلون مغلفة بالغلوبولين المناعي البشري. يضمن الاستخدام المتتالي لهاتين الطريقتين تنقية كاملة للزرع من الصفائح الدموية، و89% من كريات الدم الحمراء، و91% من كريات الدم البيضاء. وبفضل الانخفاض الملحوظ في فقدان الخلايا الجذعية المكونة للدم، يمكن زيادة نسبة خلايا CD34+ في الكتلة الخلوية الكلية إلى 50%.

تُستخدم قدرة الخلايا الجذعية المكونة للدم المعزولة على تكوين مستعمرات من خلايا الدم الناضجة في المزرعة لتوصيف وظائف الخلايا. يسمح تحليل المستعمرات المتكونة بتحديد أنواع الخلايا السلفية وتقدير كميتها، ودرجة التزامها، وتحديد اتجاه تمايزها. يُحدد النشاط الاستنساخي في أوساط شبه صلبة على ميثيل السليلوز، أو الأجار، أو البلازما، أو هلام الفيبرين، مما يقلل من نشاط هجرة الخلايا، ويمنع التصاقها بسطح الزجاج أو البلاستيك. في ظل ظروف الزراعة المثلى، تتطور الخلايا المستنسخة من خلية واحدة في غضون 7-18 يومًا. إذا احتوت الخلية المستنسخة على أقل من 50 خلية، تُعرف على أنها مجموعة واحدة؛ وإذا تجاوز عدد الخلايا 50، تُعرف على أنها مستعمرة. يُؤخذ في الاعتبار عدد الخلايا القادرة على تكوين مستعمرة (وحدات تكوين المستعمرات - CFU أو الخلايا المكونة للمستعمرات - COC). تجدر الإشارة إلى أن معلمات CFU و COC لا تتوافق مع عدد الخلايا الجذعية المكونة للدم في تعليق الخلايا، على الرغم من ارتباطها به، مما يؤكد مرة أخرى على الحاجة إلى تحديد النشاط الوظيفي (تكوين المستعمرات) للخلايا الجذعية المكونة للدم في المختبر.

من بين خلايا نخاع العظم، تتميز الخلايا الجذعية المكونة للدم بأعلى قدرة تكاثرية، ما يجعلها تُشكل أكبر مستعمرات في المزرعة. ويُقترح أن يُحدد عدد هذه المستعمرات عدد الخلايا الجذعية بشكل غير مباشر. بعد تكوين مستعمرات في المختبر يتجاوز قطرها 0.5 مم، ويزيد عدد خلاياها عن 1000 خلية، اختبر الباحثون مقاومة هذه الخلايا لجرعات دون القاتلة من 5-فلورويوراسيل، ودرسوا قدرتها على إعادة تكوين نخاع عظم الحيوانات المُعرَّضة للإشعاع المميت. ووفقًا للمعايير المحددة، كانت الخلايا المعزولة شبه قابلة للتمييز عن الخلايا الجذعية المكونة للدم، وحصلت على الرمز المختصر HPP-CFC - خلايا مُكوِّنة للمستعمرات ذات قدرة تكاثرية عالية.

لا يزال البحث جاريًا عن عزل أفضل للخلايا الجذعية المكونة للدم. ومع ذلك، تتشابه الخلايا الجذعية المكونة للدم شكليًا مع الخلايا الليمفاوية، وتمثل مجموعة متجانسة نسبيًا من الخلايا ذات أنوية شبه مستديرة، وكروماتين دقيق التوزع، وكمية صغيرة من السيتوبلازم ذي القاعدة الضعيفة. كما يصعب تحديد عددها بدقة. ويُفترض أن الخلايا الجذعية المكونة للدم في نخاع العظم البشري توجد بمعدل خلية واحدة لكل 106 خلية نووية.

تحديد الخلايا الجذعية المكونة للدم

لتحسين جودة التعرف على الخلايا الجذعية المكونة للدم، يتم إجراء دراسة متسلسلة أو متزامنة (على جهاز فرز متعدد القنوات) لطيف المستضدات المرتبطة بالغشاء، وفي الخلايا الجذعية المكونة للدم يجب الجمع بين النمط الظاهري CD34+CD38 وغياب علامات التمايز الخطية، وخاصة مستضدات الخلايا المناعية الكفؤة، مثل CD4، والغلوبولينات المناعية السطحية والجليكوفيورين.

تتضمن جميع مخططات تحديد النمط الظاهري للخلايا الجذعية المكونة للدم تقريبًا تحديد مستضد CD34. هذا الجليكوبروتين، ذو الوزن الجزيئي البالغ حوالي 110 كيلو دالتون، والذي يحمل عدة مواقع للجليكوزيل، يُعبَّر عنه على غشاء الخلية البلازمية بعد تنشيط الجين المقابل الموجود على الكروموسوم 1. ترتبط وظيفة جزيء CD34 بتفاعل الخلايا السلفية المكونة للدم المبكرة مع القاعدة السدوية لنخاع العظم، بوساطة L-selectin. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن وجود مستضد CD34 على سطح الخلية لا يسمح إلا بتقييم أولي لمحتوى الخلايا الجذعية المكونة للدم في المُعلَّق الخلوي، حيث تُعبَّر عنه أيضًا خلايا سلفية مكونة للدم أخرى، بالإضافة إلى خلايا سدوية نخاع العظم والخلايا البطانية.

أثناء تمايز الخلايا السلفية المكونة للدم، ينخفض التعبير عن CD34 بشكل دائم. تُعبّر الخلايا السلفية الملتزمة، سواءً كريات الدم الحمراء أو المحببة أو الوحيدة، بشكل ضعيف عن مستضد CD34 أو لا تُعبّر عنه على الإطلاق على سطحها (النمط الظاهري لـ CD34). لا يُكتشف مستضد CD34 على الغشاء السطحي لخلايا نخاع العظم المتمايزة وخلايا الدم الناضجة.

تجدر الإشارة إلى أنه في ديناميكيات تمايز الخلايا السلفية المكونة للدم، لا ينخفض مستوى التعبير عن CD34 فحسب، بل يزداد أيضًا التعبير عن مستضد CD38، وهو جليكوبروتين غشائي متكامل بوزن جزيئي 46 كيلو دالتون، وله نشاط NAD-glycohydrolase وADP-ribosyl cyclase، مما يشير إلى مشاركته في نقل وتخليق ADP-ribose. وبالتالي، تظهر إمكانية التحكم المزدوج في درجة التزام الخلايا السلفية المكونة للدم. تحتوي مجموعة الخلايا ذات النمط الظاهري CD34+CD38+، والتي تشكل من 90 إلى 99% من خلايا نخاع العظم الإيجابية لـ CD34، على خلايا سلفية ذات إمكانات تكاثرية وتمايزية محدودة، بينما يمكن للخلايا ذات النمط الظاهري CD34+CD38 أن تدعي دور الخلايا الجذعية المكونة للدم.

في الواقع، تحتوي خلايا نخاع العظم، الموصوفة بالصيغة CD34+CD38-، على عدد كبير نسبيًا من الخلايا الجذعية البدائية القادرة على التمايز في الاتجاهين النخاعي واللمفاوي. في ظل ظروف الزراعة طويلة الأمد للخلايا ذات النمط الظاهري CD34+CD38-، يُمكن الحصول على جميع عناصر الدم الناضجة: العدلات، الحمضات، الخلايا القاعدية، الخلايا الوحيدة، الخلايا النواءة، كريات الدم الحمراء، والخلايا الليمفاوية.

ثبت مؤخرًا أن الخلايا الموجبة لـ CD34 تُعبّر عن علامتين إضافيتين، هما AC133 وCD90 (Thy-1)، واللتان تُستخدمان أيضًا لتحديد الخلايا الجذعية المكونة للدم. يُعبَّر عن مستضد Thy-1 مع مستقبل CD117 (c-kit) على خلايا CD34+ في نخاع العظم والحبل السري والدم المحيطي. وهو جليكوبروتين سطحي مرتبط بالفوسفاتيديلينوسيتول، بوزن جزيئي يتراوح بين 25 و35 كيلو دالتون، ويشارك في عمليات التصاق الخلايا. يعتقد بعض الباحثين أن مستضد Thy-1 هو علامة على أقل خلايا CD34 نضجًا. تُنتج الخلايا ذاتية التكاثر ذات النمط الظاهري CD34+Thy-1+ سلالات مزروعة طويلة الأمد مع تكوين خلايا ابنة. ويُفترض أن مستضد Thy-1 يحجب الإشارات التنظيمية التي تُسبب توقف انقسام الخلايا. على الرغم من حقيقة أن خلايا CD34 + Thy1 + قادرة على التكاثر الذاتي وإنشاء خطوط مزروعة طويلة الأمد، لا يمكن أن يُعزى نمطها الظاهري حصريًا إلى الخلايا الجذعية المكونة للدم، حيث يبلغ محتوى Thy-1 + في الكتلة الإجمالية للعناصر الخلوية الإيجابية لـ CD34 حوالي 50٪، وهو ما يتجاوز بشكل كبير عدد الخلايا المكونة للدم.

يُعدّ AC133 مؤشرًا أكثر فعاليةً في تحديد الخلايا الجذعية المكونة للدم، وهو مستضدٌ للخلايا السلفية المكونة للدم، وقد اكتُشف تعبيره لأول مرة في خلايا الكبد الجنينية. AC133 هو جليكوبروتين غشائي يظهر على سطح غشاء الخلية في المراحل الأولى من نضوج الخلايا الجذعية المكونة للدم - ومن المحتمل أن يكون التعبير عنه أبكر من مستضد CD34. في دراسات أ. بيترينكو وف. جريشينكو (2003)، ثبت أن AC133 يُعبّر عنه بنسبة تصل إلى 30% من خلايا الكبد الجنينية الإيجابية لـ CD34.

وبالتالي، فإن الشكل الظاهري المثالي للخلايا الجذعية المكونة للدم، وفقًا للمفاهيم الحالية، يتكون من مخطط خلوي، يجب أن تتضمن ملامحه تكوينات المستضدات CD34 وAC133 وThy-1، ولكن لا يوجد مجال للإسقاطات الجزيئية لـ CD38 وHLA-DR وعلامات التمايز الخطية GPA وCD3 وCD4 وCD8 وCD10 وCD14 وCD16 وCD19 وCD20.

قد يكون أحد أشكال الصورة الظاهرية للخلايا الجذعية المكونة للدم هو التركيبة CD34+CD45RalowCD71low، لأن خصائص الخلايا الموصوفة بهذه الصيغة لا تختلف عن المعايير الوظيفية للخلايا ذات النمط الظاهري CD34+CD38. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحديد الخلايا الجذعية المكونة للدم البشرية من خلال السمات الظاهرية CD34+Thy-l+CD38Iow/'c-kit/low - حيث تُعيد 30 خلية فقط من هذه الخلايا تكوين الدم بالكامل في الفئران المُعرَّضة للإشعاع القاتل.

بدأت فترة البحث المكثف، التي امتدت لأربعين عامًا، في مجال الخلايا الجذعية المكونة للدم، القادرة على التكاثر الذاتي والتمايز إلى عناصر خلوية أخرى، بتحليل الخصائص الظاهرية العامة لخلايا نخاع العظم، مما أتاح تبرير استخدام زراعة نخاع العظم لعلاج مختلف أمراض الجهاز المكوِّن للدم. لم تُستخدم الأنواع الجديدة من الخلايا الجذعية المكتشفة لاحقًا على نطاق واسع في الممارسة السريرية. في الوقت نفسه، تُعدّ الخلايا الجذعية من دم الحبل السري والكبد الجنيني قادرة على توسيع نطاق زراعة الخلايا بشكل كبير، ليس فقط في مجال أمراض الدم، بل أيضًا في مجالات طبية أخرى، نظرًا لاختلافها عن الخلايا الجذعية المكونة للدم من نخاع العظم في كل من الخصائص الكمية والنوعية.

عادةً ما يُحصل على حجم كتلة الخلايا الجذعية المكونة للدم اللازمة للزراعة من نخاع العظم، والدم المحيطي ودم الحبل السري، والكبد الجنيني. بالإضافة إلى ذلك، يمكن الحصول على الخلايا السلفية المكونة للدم في المختبر عن طريق مضاعفة الخلايا الجذعية الجنينية، ثم تمايزها الموجه إلى عناصر خلوية مكونة للدم. وقد أشار أ. بيترينكو وف. جريشينكو (2003) إلى اختلافات كبيرة في الخصائص المناعية والقدرة على استعادة تكوين الدم للخلايا الجذعية المكونة للدم من أصول مختلفة، وذلك بسبب عدم تساوي نسبة الخلايا السلفية متعددة القدرات المبكرة والمتأخرة في مصادرها. بالإضافة إلى ذلك، تتميز الخلايا الجذعية المكونة للدم، المستمدة من مصادر جذعية مختلفة، باختلافات كمية ونوعية تامة في ارتباطاتها مع الخلايا غير المكونة للدم.

أصبح نخاع العظم مصدرًا تقليديًا للخلايا الجذعية المكونة للدم. يُستخرج مُعلق خلايا نخاع العظم من عظمة الحرقفة أو القص عن طريق الغسيل تحت التخدير الموضعي. يتميز المُعلق المُستخرج بهذه الطريقة بتنوعه، ويحتوي على مزيج من الخلايا الجذعية المكونة للدم، وعناصر الخلايا السدوية، والخلايا السلفية المُلتزمة من الخلايا النخاعية واللمفاوية، بالإضافة إلى عناصر الدم الناضجة. يتراوح عدد الخلايا ذات النمط الظاهري CD34+ وCD34+ وCD38 بين خلايا نخاع العظم وحيدة النواة بين 0.5% و3.6%، و0% و0.5% على التوالي. يحتوي الدم المحيطي، بعد تعبئة الخلايا الجذعية المكونة للدم المُستحثة بعامل تحفيز مستعمرات الخلايا المحببة (G-CSF)، على 0.4% و1.6% من CD34+ و0% و0.4% من CD34+ وCD38.

وترتفع نسبة الخلايا ذات النمط المناعي CD34+CD38 وCD34+ في دم الحبل السري - 0-0.6 و1-2.6%، ويكتشف أقصى عدد لها بين الخلايا المكونة للدم في الكبد الجنيني - 0.2-12.5 و2.3-35.8% على التوالي.

ومع ذلك، فإن جودة المادة المزروعة لا تعتمد فقط على عدد خلايا CD34+ التي تحتوي عليها، ولكن أيضًا على نشاطها الوظيفي، والذي يمكن تقييمه من خلال مستوى تكوين المستعمرات في الجسم الحي (إعادة توطين نخاع العظم في الحيوانات المعرضة للإشعاع المميت) وفي المختبر - من خلال نمو المستعمرات على بيئات شبه سائلة. اتضح أن نشاط تكوين المستعمرات والتكاثر للخلايا السلفية المكونة للدم ذات النمط الظاهري CD34+CD38 HLA-DR المعزولة من الكبد الجنيني ونخاع العظم الجنيني ودم الحبل السري يتجاوز بشكل كبير القدرة التكاثرية وتكوين المستعمرات للخلايا المكونة للدم في نخاع العظم والدم المحيطي للبالغين. كشف التحليل الكمي والنوعي للخلايا الجذعية المكونة للدم من أصول مختلفة عن اختلافات كبيرة في كل من محتواها النسبي في معلق الخلايا وقدراتها الوظيفية. تم العثور على الحد الأقصى لعدد خلايا CD34+ (24.6٪) في المادة المزروعة التي تم الحصول عليها من نخاع العظم الجنيني. يحتوي نخاع عظم الشخص البالغ على 2.1% من العناصر الخلوية الموجبة لـ CD34. من بين الخلايا وحيدة النواة في الدم المحيطي للشخص البالغ، لا تحمل سوى 0.5% من النمط الظاهري CD34+، بينما تصل نسبتها في دم الحبل السري إلى 2%. في الوقت نفسه، فإن قدرة خلايا CD34+ في نخاع عظم الجنين على تكوين المستعمرات أعلى بمقدار 2.7 مرة من قدرة خلايا الدم المكونة لنخاع العظم لدى الشخص البالغ على النمو الاستنساخي، كما أن خلايا دم الحبل السري تُشكل مستعمرات أكثر بكثير من العناصر المكونة للدم المعزولة من الدم المحيطي للبالغين: 65.5 و40.8 مستعمرة/105 خلايا، على التوالي.

لا ترتبط الاختلافات في النشاط التكاثري والقدرة على تكوين المستعمرات للخلايا الجذعية المكونة للدم باختلاف درجات نضجها فحسب، بل ترتبط أيضًا ببيئتها المجهرية الطبيعية. من المعروف أن شدة تكاثر الخلايا الجذعية ومعدل تمايزها يتحددان بالتأثير التنظيمي المتكامل لنظام متعدد المكونات من عوامل النمو والسيتوكينات، التي تنتجها الخلايا الجذعية نفسها والعناصر الخلوية لبيئتها المجهرية المصفوفية-النسيجية. وقد أتاح استخدام مجموعات خلوية نقية وأوساط خالية من المصل لزراعة الخلايا تحديد خصائص عوامل النمو التي لها تأثير محفز ومثبط على الخلايا الجذعية من مختلف المستويات، والخلايا السلفية، والخلايا الملتزمة باتجاه خطي أو آخر. تشير نتائج الدراسات بشكل مقنع إلى أن الخلايا الجذعية المكونة للدم، المستمدة من مصادر ذات مستويات مختلفة من التطور الجيني، تختلف ظاهريًا ووظيفيًا. تتميز الخلايا الجذعية المكونة للدم في المراحل المبكرة من التطور الجيني بإمكانية تكاثر ذاتي عالية ونشاط تكاثري مرتفع. تتميز هذه الخلايا بطول التيلوميرات، وتخضع لعملية التزام لتكوين جميع سلالات الخلايا المكونة للدم. تتأخر استجابة الجهاز المناعي للخلايا الجذعية المكونة للدم ذات الأصل الجنيني، نظرًا لضعف تعبيرها عن جزيئات مستضد الكريات البيضاء البشرية (HLA). هناك تدرج واضح في المحتوى النسبي للخلايا الجذعية المكونة للدم، وقدرتها على التجديد الذاتي، وعدد أنواع سلالات الالتزام التي تُشكلها: خلايا CD34+ في الكبد الجنيني > خلايا CD34+ في دم الحبل السري > خلايا CD34+ في نخاع العظم. من المهم أن تكون هذه الاختلافات متأصلة ليس فقط في فترات ما قبل الولادة، وما بعدها، وما بعدها المبكرة من نمو الإنسان، ولكن أيضًا في عملية التكوّن الجنيني بأكملها - فالنشاط التكاثري وتكوين المستعمرات للخلايا الجذعية المكونة للدم المأخوذة من نخاع العظم أو الدم المحيطي لشخص بالغ يتناسب عكسيًا مع عمر المتبرع.