نجح باحثون في تحقيق تقدم كبير في دراسة تطور الإنسان المبكر من خلال تنمية الحبل الظهري (النوتوكورد)، وهو مكوّن أساسي في الفقاريات، داخل المختبر.

يعتمد هذا النموذج الجديد على تسلسل دقيق للإشارات الكيميائية، ويعيد تكوين المراحل الأولى من نمو الجذع البشري، متضمناً خلايا جذعية عصبية وعظمية، يمثل هذا الابتكار قفزة نوعية لفهم عيوب الولادة في العمود الفقري وحالات تآكل الأقراص بين الفقرات، مما يفتح آفاقاً جديدة لدراسة اضطرابات تطور الإنسان.

اختراق في أبحاث تطور الإنسان

تمكن علماء من معهد فرانسيس كريك من إنشاء نماذج لخلايا جذعية بشرية تتضمن لأول مرة الحبل الظهري، وهو نسيج في الجنين النامي يوجه الخلايا لتكوين العمود الفقري والجهاز العصبي.

نشرت هذه الدراسة اليوم (18 ديسمبر) في مجلة Nature، وتعد علامة فارقة في فهم كيفية تكوين الجسم البشري خلال المراحل المبكرة من التطور.

دور الحبل الظهري في التطور

يعد الحبل الظهري بمثابة دليل هيكلي مهم في الجسم النامي، حيث ينظم نمو الأنسجة أثناء تكوين الجنين. وبسبب تعقيد الحبل الظهري، كان غائباً عن النماذج السابقة لنمو الجذع البشري داخل المختبر، مما يجعل هذا التقدم ذا أهمية خاصة في علم الأحياء التطوري.

فهم تكوين الحبل الظهري

لتحقيق هذا الإنجاز، درس العلماء أجنة الدجاج لفهم كيفية تكوّن الحبل الظهري بشكل طبيعي. وبمقارنة هذه البيانات مع الدراسات السابقة لأجنة الفئران والقرود، حددوا توقيت وتسلسل الإشارات الجزيئية اللازمة لتكوين هذا النسيج.

باستخدام هذا "المخطط"، طور الباحثون تسلسلاً دقيقاً للإشارات الكيميائية لإقناع الخلايا الجذعية البشرية بتكوين الحبل الظهري.

تقدم في نماذج الجذع البشري المزروعة داخل المختبر

تشكلت الخلايا الجذعية إلى هياكل صغيرة تشبه الجذع البشري وامتدت تلقائياً إلى طول يتراوح بين 1-2 ملم. احتوت هذه الهياكل على أنسجة عصبية وخلايا جذعية عظمية مرتبة في نمط يحاكي تطور الأجنة البشرية.

يشير العلماء إلى أن هذه النماذج قد تساهم في دراسة عيوب الولادة التي تؤثر على العمود الفقري والنخاع الشوكي، فضلاً عن توفير رؤى جديدة حول حالات تآكل الأقراص بين الفقرات التي تتسبب في آلام الظهر مع تقدم العمر.

أهمية الحبل الظهري في التطور البشري

صرح الدكتور جيمس بريسكوي، قائد مجموعة مختبر ديناميكيات التطور والمؤلف الرئيسي للدراسة:

"يعمل الحبل الظهري كدليل لنمو الجنين، حيث يساعد في تحديد المحور الرئيسي للجسم ويوجه تكوين العمود الفقري والجهاز العصبي. هذا النموذج الجديد يمكّننا من دراسة الحالات التطورية التي كانت غير مفهومة سابقاً."

التحديات والتطبيقات المستقبلية

أوضح الباحث الدكتور تياجو ريتو، المؤلف الأول للدراسة:

"تحديد الإشارات الكيميائية الدقيقة لتكوين الحبل الظهري يشبه إيجاد الوصفة المثالية. محاولاتنا السابقة فشلت بسبب عدم فهم التوقيت اللازم لإضافة المكونات."

وأشار إلى أن الحبل الظهري المزروع داخل المختبر يعمل بشكل مشابه لنظيره الطبيعي، حيث يرسل إشارات كيميائية لتنظيم الأنسجة المحيطة كما يحدث خلال التطور الطبيعي.

نماذج مبسطة لأغراض بحثية

تعتبر هذه النماذج أدوات مبسطة تحتوي على عدد محدود من أنواع الخلايا وتعمل لبضعة أيام فقط، ولا يمكن أن تشكل أجنة حقيقية. هدفها الأساسي هو دراسة جوانب تطور الإنسان التي يصعب أو يستحيل التحقيق فيها مباشرة.

يمثل هذا الإنجاز خطوة حاسمة نحو فهم عيوب الولادة والتغيرات التنكسية التي تؤثر على العمود الفقري، مما يعزز الجهود العالمية لتحسين الصحة البشرية.