أجرى باحثون من جامعة واشنطن في سانت لويس وجامعة تسينغهوا نمذجة حاسوبية لكشف آلية ميكانيكية تؤدي إلى تحوّل مفاجئ لمجموعات الخلايا من حالة صحية إلى حالة تليّف. نشرت النتائج في دورية Proceedings of the National Academy of Sciences، وبيّن الفريق أن التليّف يتطوّر على شكل قفزات حادة لا على شكل تراجع تدريجي.
قارن الباحثون هذه القفزات بانتقالات الطور الفيزيائية، مثل تجمّد الماء عند 0 C أو اكتساب الحديد مغناطيسية دائمة تحت 770 C. في الأنسجة، عندما ينخفض تباعد الخلايا إلى نحو بضع مئات من الميكرومترات، تبدأ الخلايا بالتواصل ميكانيكياً وتنسيق القوى، ما يضغط النسيج ويزيد من صلابته.
يرجع العامل الأساسي إلى شبكات الألياف، لا سيما الكولاجين. وصف الباحثون كيف تستدعى قطع الكولاجين وتُمحور بواسطة قوى الخلايا فتُكوّن «أحزمة شد» متصلبة تنقل الإشارات لمسافات أطول. حدّد الفريق أيضاً «نسبة التمدد الحرجة» اللازمة لمحاذاة الألياف وزيادة الصلابة. كما لاحظوا أن تشابك وصلات الكولاجين يتزايد مع العمر ويتأثر بالحمية ومنتجات تقدّم السكري والأمراض الأيضية مثل مرض السكري.
يوضح الفريق مفاضلة مهمة: زيادة التشابك ترفع استجابة الخلايا لكنها تقلل المسافة التي تنتقل عبرها الإشارات الميكانيكية، فتقود في المراحل المتأخرة إلى وضع الخلايا ضمن التباعد الحرج. لذلك يقترح الباحثون تدخلات متعددة، منها تقليل تشابك الكولاجين، تعطيل محاذاة الألياف أو تغيير البيئة الميكروفيزيائية عبر الحمية أو المواد الحيوية. يشيرون أيضاً إلى أن العلاجات التي تكتفي بتليين النسيج قد تفشل ما لم تعطل التواصل الميكانيكي أو تمنع تنسيق الخلايا. قدم البحث دعماً جزئياً من Human Frontier Science Program وChinese Natural Science Foundation. المصدر: Washington University in St. Louis
كلمات صعبة
- تليّف — تكوّن نسيج قاسٍ نتيجة جرح أو مرض
- الكولاجين — بروتين يبني ألياف نسيجية في الجسم
- تشابك — اتصال متزايد بين ألياف أو جزيئات النسيجالتشابك
- محاذاة — ترتيب عناصر النسيج في اتجاه واحد
- نمذجة — إنشاء نموذج حسابي لشرح ظاهرة
- التواصل الميكانيكي — نقل القوى أو الإشارات عبر اتصالات بين الخلايا
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- ما المخاطر المحتملة إذا ركّزت العلاجات فقط على تليين النسيج دون تعطيل التواصل الميكانيكي؟ اذكر سببين.
- كيف قد تؤثر تغييرات الحمية على تشابك وصلات الكولاجين وتطوّر التليّف؟ أعط أمثلة بسيطة.
- أي تدخل من المذكورة في المقال تراه أكثر عملية للتجربة الأولى في المختبر، ولماذا؟
