علماء يحددون “الخلية الأم” المسؤولة عن بناء جذور الأسنان!

يا دكاترة اكتشاف جديد ممكن يغير كتب طب الاسنان قدر يحدد مين هي الخلية الام المسؤولة عن بناء الجذر وايه هي الاشارة اللي بتحركها. دراسة منشورة في مجلة Nature Communications قدرت تكشف ان خلية معينة اسمها خلية +CXCL12 هي المقاول الاساسي لعملية بناء الجذر وانها بتشتغل بتوجيه مباشر من اشارات اسمها Wnt signaling. الاكتشاف ده بيفتح الباب لعلاجات ثورية في المستقبل زي اعادة بناء الجذور او حتى زراعة اسنان كاملة.

يلا بينا ندخل في تفاصيل القصة المذهلة دي ونشوف ايه حكاية الخلية البطلة دي.

المشكلة الكبرى: لغز وراء تكوين الجذر (The Root of the Problem!)

الجذر هو اساس السنة اللي بيثبتها في العضم. تكوينه عملية معقدة جداً بتتحكم فيها اشارات متبادلة بين نسيجين:

• النسيج الطلائي Epithelium المتمثل في غمد هيرتويج الطلائي Hertwig’s Epithelial Root Sheath – HERS.

• النسيج الضام Mesenchyme المتمثل في خلايا الحليمة القمية Apical Papilla – AP اللي مستنية اشارة البدء عشان تتحول لخلايا بانية للعاج Odontoblasts.

المشكلة اننا كنا عارفين ان فيه خلايا جذعية في منطقة الـ AP وسميناها SCAP Stem Cells from Apical Papilla بس معرفناش نحدد مين هي الخلية القائدة فيهم اللي بتدير عملية بناء الجذر في الجسم الحي in vivo.

الاكتشاف الاول: كلمة السر هي “نقص الاكسجين” Hypoxia

الباحثون في الدراسة دي لاحظوا ان اي مكان فيه خلايا جذعية نشطة غالباً بيكون بيئة فيها نسبة اكسجين قليلة Hypoxic Environment. لما طبقوا الفكرة دي على منطقة تكوين الجذر كانت المفاجأة.

لقوا ان مع بداية تكوين الجذر في الفئران منطقة الـ AP فعلاً بتبقى بيئة فيها نقص اكسجين ملحوظ. واهمية نقص الاكسجين ده انه بيشغل جين مهم جداً اسمه CXCL12 اللي بيطلع بروتين بينادي على الخلايا الجذعية.

الاكتشاف الثاني: هوية “الخلية الام” انكشفت… انها خلية +CXCL12

لما دوروا على جين CXCL12 في اسنان الفئران لقوا حاجة مذهلة. مع بداية تكوين الجذر ومع زيادة نقص الاكسجين ظهرت مجموعة جديدة ومميزة من الخلايا اللي بتعبر بقوة عن جين CXCL12 في منطقة الـ AP.

اذاً الخلية المسؤولة عن بدء تكوين الجذر هي خلية بتتميز بوجود بروتين CXCL12 وظهورها مرتبط ببيئة نقص الاكسجين في منطقة قمة الجذر.

تتبع المصير: الخلية دي بتروح فين وبتعمل ايه؟ Cell Fate Tracing

عشان يعرفوا الخلية دي بتتحول لايه استخدموا تقنية اسمها تتبع السلالة الخلوية Lineage Tracing. ببساطة علموا كل خلايا +CXCL12 واي خلية هتنقسم منها بلون احمر فسفوري عشان يتابعوا مصيرها.

النتائج كانت ثورية وغير متوقعة:

• بتتحول لخلايا بانية للعاج Odontoblasts وده كان متوقع. الخلايا الحمرا دي بدأت تبني جذر السنة.

• المفاجأة الكبرى: بتتحول كمان لخلايا بانية للملاط Cementoblasts ودي نقطة قلبت المفاهيم. المفهوم الكلاسيكي كان بيقول ان خلايا الـ AP بتعمل العاج Dentin بس وان خلايا تانية من الجراب السني Dental Follicle هي اللي بتعمل الملاط Cementum. الدراسة دي اثبتت ان الخلية الام +CXCL12 قادرة تعمل الاتنين مع بعض.

• بتفضل موجودة على المدى الطويل حتى بعد 6 شهور الخلايا دي فضلت موجودة في لب السن Pulp وعلى سطح الجذر كخلايا ملاط.

• مش بتتحول لخلايا عظم شغلها مقتصر على “السنة” بس يعني عاج وملاط.

“الجين القائد”: ايه الاشارة اللي بتتحكم في مصير الخلية دي؟

من خلال تحليلات جزيئية معقدة scRNA-seq اكتشفوا ان فيه مسار اشارات مهم جداً اسمه مسار اشارات Wnt المتعارف عليه Canonical Wnt Signaling هو اللي بيتحكم في كل حاجة.

عشان يثبتوا ده عملوا تجربة قاضية. جابوا فئران معدلة وراثياً وعطلوا مسار اشارات الـ Wnt في خلايا +CXCL12 بس.

النتيجة كانت كارثية على تكوين الجذر:

• توقف تكوين الجذر الجذور طلعت قصيرة جداً ومشوهة Truncated roots.

• تحول مصير الخلايا بدل ما تتحول لخلايا بانية للعاج اتحولت بشكل غريب لخلايا ليفية Fibroblast-like cells وحتى بعضها اتحول لخلايا غضروفية.

الخلاصة ان مسار اشارات Wnt هو الـ GPS اللي بيوجه خلية +CXCL12 الام وبيقولها تبني عاج وملاط. لو الـ GPS ده باظ الخلية بتتوه والجذر كله بيبوظ.

“المرونة” المدهشة: الخلية دي بتعمل ايه في حالات الاصابة؟

عشان يعرفوا اذا كان للخلية دي دور في الاصلاح والتجديد عملوا جرح متعمد Drill-hole injury في عظم الفك المحيط بالجذر عند الفئران البالغة.

المفاجأة التانية كانت ان في الظروف الطبيعية الخلية دي مبتعملش عظم. لكن بعد الاصابة لقوا ان خلايا +CXCL12 بدأت تشارك في عملية الالتئام وتتحول لخلايا بانية للعظم Osteoblasts عشان تصلح العجز اللي حصل.

ده معناه ان الخلية الام دي عندها مرونة او لدونة مدهشة Plasticity. في الظروف العادية هي متخصصة في بناء السنة. لكن في ظروف الطوارئ بتقدر تغير وظيفتها عشان تساعد في عملية الاصلاح.

الزتونة والآفاق المستقبلية: الكلام ده هيفيدنا بايه كدكاترة؟

الدراسة دي بتفتح كنوز من الاحتمالات المستقبلية:

• فهم اساسي لتكوين الجذر لاول مرة بقى عندنا فهم واضح للخلية المسؤولة +CXCL12 AP cell والاشارة اللي بتتحكم فيها Wnt signaling.

• اعادة بناء الجذور Root Regeneration لو قدرنا نعزل الخلية دي ونحفزها بالاشارة الصح ممكن نقدر نعالج حالات امتصاص الجذور Root Resorption او حتى نبني جذور جديدة.

• هندسة الانسجة وزراعة اسنان كاملة Tissue Engineering & Whole Tooth Regeneration بمعرفة “وصفة” تكوين الجذر نقدر نقرب خطوة كبيرة من حلم زراعة سن كامل بيولوجياً.

• علاجات جديدة لامراض وراثية فهم المسارات دي ممكن يساعد في تطوير علاجات جزيئية للامراض اللي بتسبب مشاكل في تكوين الجذور.

الخلاصة يا دكاترة اننا النهارده شاهدين على اكتشاف علمي كبير بيفك شفرة من اهم شفرات نمو الاسنان. الخلية اللي اسمها +CXCL12 هي في الحقيقة “المهندس المعماري” اللي بيبني اساس اسناننا القوي واللي ممكن يغير شكل طب الاسنان في المستقبل.