تعتبر الخلايا الجذعية واحدة من المجالات المثيرة في علوم الأحياء اليوم. ولقد شهد هذا المجال تطوراً معرفياً حول مقدرة الخلايا السليمة من استبدال الخلايا التالفة وكيفية تطور العضو الحي  من خلية واحدة، وهو مجال واعد قد يمكن العلماء من النجاح في التوصل لعلاج الأمراض بالإستناد إلى الخلية. ويفترض العلماء أن الخلايا الجذعية قد تكون أساسا لعلاج أمراض عديدة مثل مرض باركنسون، ومرض السكري، وأمراض القلب.

وكلما تمكن العلماء من معرفة المزيد عن الخلايا الجذعية، فإنه قد يصبح من الممكن استخدامها ليس فقط في العلاج، ، ولكن أيضا لفحص العقاقير والسميات وكذلك التمكن من فهم العيوب الخلقية. ومع العلم بأن دراسة الخلايا الجذعية الجنينية البشرية بدأت فقط منذ عام 1998. وحول امكانية استخدام الخلايا الجذعية في العلاج، لابد من القيام بدراسات أعمق لفهم كيفية بقاء الخلايا الجذعية كما هي وتجدد نفسها ذاتياً  لسنوات عديدة، والعمل على تحديد الإشارات التي تجعل خلايا الجذعية لتصبح خلايا متخصصة.

لقد استغرق العلماء 20 عاما لمعرفة كيفية زراعة الخلايا الجذعية الجنينية البشرية في المختبر بعد تحديد العوامل والظروف التي تتيح بقاء الخلايا الجذعية غير متخصصة. ومن أهم مجالات البحث هو فهم الإشارات في الخلية الناضجة التي تسبب تكاثر الخلايا الجذعية وبقائها غير متخصصة الحاجة لها لإصلاح نسيج معين.

مثل هذه المعلومات تعتبر من الأمور بالغة الأهمية للعلماء لكي يتمكنوا من انتاج أعداد كبيرة من الخلايا الجذعية القادرة على النمو وغير المتخصصة في المختبر والعمل على مزيد من التجارب. وهناك الكثير من التساؤلات حول كافة الخلايا الجذعية لا تزال قائمة. على سبيل المثال، هل تكون الإشارات الداخلية والخارجية كافة الخلايا مماثلة لجميع أنواع الخلايا الجذعية؟ وهل يمكن تحديد مجموعة معينة من تكون الإشارات المختلفة _ إلى أنواع معينة من الخلايا؟

تناول هذه الأسئلة تعتبر من الأمور بالغة الأهمية لأنها سوف تساعد العلماء على إيجاد طرق جديدة للسيطرة على كافة الخلايا الجذعية في المختبر، وبالتالي تزايد الخلايا أو الأنسجة التي يمكن استخدامها لأغراض محددة بما في ذلك العلاج المبني على الخلية

لم يتم التعرف إلى أن السرطانات البشرية يمكن أن تستجيب إلى التلاعب في الجهاز المناعي إلا مؤخراً. ويمكن أن تصنف المقاربات المناعية في علاج الأورام الخبيثة إلى العلاج المناعي الفاعل والعلاج المناعي السلبي. ففي النوع الفاعل تعتمد المعالجة على تحفيز الجهاز المناعي داخل جسم الكائن الحي بحيث يقوم بردود فعل ضد الأورام باستخدام أدوية تغير الاستجابة البيولوجية (مثل الملحقات البكتيرية، السيتوكينات، لقاحات السرطان). أما العلاج المناعي السلبي فيتضمن توصيل المواد الفعالة بيولوجيًا من خلال تفاعلها المناعي المثبت مع الأورام (مثل الأضداد أو الخلايا) والتي تتوسط بشكل مباشر أو غير مباشر الفعل المضاد للورم وهذا لا يتطلب بالضرورة وجود جهاز مناعي سليم عند المضيف.

 

ومؤخراً تم إحراز تقدم كبير في التعرف على هوية الخلايا الجذعية والسلفية وخصائصها في الغدة الثدية للفئران والإنسان. بالإضافة إلى أنه هناك أدلة متزايدة على أن مجموعة متنوعة من الأورام، بما فيها سرطان الثدي، قد تنجم عن تحول الخلايا الجذعية والسلفية العادية. فالخلايا الجذعية السرطانية، مثل نظائرها العادية، لديها قدرة على التجديد الذاتي، مما يساعد عملية تكون الورم وحدوث النقائل، كما أنها لديها القدرة على التمايز على نحو يُحدث تباين الأورام. إن لهذا النموذج الذي يشرح عملية التسرطن من خلال عمل الخلايا الجذعية أثرًا بالغًا على فهمنا لبيولوجيا الخلايا السرطانية في أورام الثدي وغيرها. كما إن النظر إلى مرض السرطان بوصفه مرضاً يصيب الخلايا الجذعية والسلفية له آثار عميقة على وضع استراتيجيات جديدة للوقاية من السرطان وعلاجه.

 

وفي الآونة الأخيرة أفادت التقارير المتأتية من مرضى سرطان الدم الليمفاوي الحاد بدخول العديد منهم في حالة هدأة مستمرة بعد إجراء زرع الخلايا الجذعية الخيفية. وهناك العديد من الملامح الجزيئية التي تدل على الاستجابة أو المقاومة تجاه العلاج المضاد للفيروسات والتي قد تكون مفيدة في اتخاذ قرار بشأن العلاج الأولي لسرطان الدم الليمفاوي الحاد. فبوجود الملامح الجزيئية التي تعطي إنذارًا سيئًا، لابد من النظر في زرع الخلايا الجذعية المماثلة عندما يكون ذلك العلاج ممكنًا ولعل من المفيد إجراؤه أيضاً لأولئك الذين قد استجابوا إلى العلاج المضاد للفيروسات مع وجود أدلة جزيئية على استمرار الحالة المرضية ووجود متبرع مناسب للخلايا الجذعية.

 

وفي السنوات القليلة الماضية، سمح التقدم العلمي الكبير بالتعرف إلى الآليات البيولوجية الكامنة وراء سرطان الخلايا الكلوية، وتحديداً الدور الذي تؤديه عملية التروية الدموية للورم، بتصميم العلاج الذي يستهدف الجزيئات. كما إن إنزيمات التيروزين كيناز المرتبطة أو غير المرتبطة بالمستقبلات قد برزت بوصفها أهدافًا محتملة لأدوية السرطان المعدي المعوي. ويمثل مستقبل عامل نمو الأنسجة الظهارية وعامل نمو بطانة الأوعية الدموية هدفين من الأهداف الواعدة الجديدة في علاج سرطان القولون والمستقيم. وقد أظهرت الأدوية التي تثبط مستقبل عامل نمو الأنسجة الظهارية أو التي ترتبط بعامل نمو بطانة الأوعية الدموية فعالية على المستوى السريري باستعمالها منفردة أو بالاشتراك مع العلاج الكيماوي في التجارب السريرية من المرحلة الثانية والمرحلة الثالثة. ويتمثل الدواء الواعد الآخر بعقار بيفاسيزوماب الذي يعد جزيئًا معدلًا من الضد البشري وحيد النسيلة المقاوم لعامل نمو بطانة الأوعية الدموية. ويكمن الهدف مستقبلاً في التنبؤ بنوع العلاج الكيماوي وتوليفة العوامل المستهدفة التي ستناسب كل مريض على حده.

 

يعد ابيضاض الدم النقوي الحاد ورماً دمويًا خبيثاً شائعًا نسبيًا. وعلى الرغم من الجهود العلاجية الهائلة التي تتراوح من الأدوية السامة للخلايا إلى زرع الخلايا الجذعية الخيفية، فإن إجمالي الباقين على قيد الحياة من المرضى يبقى غير مرضٍ. ويُعزى انخفاض نسبة الباقين على قيد الحياة في الأساس إلى الوفاة المرتبطة بالعلاج وعدم إدخال العلاج الكيميائي والانتكاسات المبكرة. ولهذا، فإنه يُسعى بشغف إلى الوصول للعوامل العلاجية الجديدة، التي تعد أكثر فاعلية ويمكن تحملها على نحو أفضل. وبالنسبة إلى الاستراتيجيات العلاجية القائمة فإنه ليس هناك مؤشرات قادرة على التنبؤ على نحو موثوق منه فيما يتعلق بالإنذار أو الاستجابة العلاجية قبل العلاج. وثمة أمل في أن التعرف العميق إلى البروتيوميات المعينة الخاصة بابيضاض الدم النقوي الحاد من شأنه أن يؤدي إلى اكتشاف أهداف وملامح بيولوجية علاجية جديدة في ابيضاض الدم النقوي الحاد.

 

كما يعد فهم أسباب تفاوت الاستجابة للأدوية أمرًا ملحًا في مجال علم الأورام الذي تعد فيه المخاطر كبيرة (حيث إن عدم علاج السرطان يؤدي عادةً إلى الوفاة) ولكون الأدوية الورمية تتمتع بهامش علاجي محدود ويمكن أن تكون السميات شديدة فعلى سبيل المثال، فإن الوفاة جراء التسمم يعد سمة من سمات بروتوكولات ابيضاض الدم النقوي الحاد. وفي أحد الأمثلة الأولى للصيدلة الجينية في علم الأورام حدد فينشيلباوم وسلاديك الاستجابات متعددة الأشكال تجاه الدواء الرئيسي المضاد لابيضاض الدم وهو 6-مركابتوبورين في 1980، ويبقى تعدد أشكال مورثة ناقلة إس ميثيل ثيوبورين بوصفه أحد الأمثلة الأفضل فهماً في علم الصيدلة الجينية.

تعد الاستجابة المتباينة لنفس الدواء في مرضى مختلفين تجربة سريرية شائعة. ومن الممكن أن تساهم عوامل مختلفة عديدة في حدوثها، بما في ذلك اختلاف العمر وحجم الجسم والامتصاص المعدي المعوي والامتثال إلى العلاج وخصائص الهدف الدوائي. كما أن فهم الاستجابة المتغيرة للأدوية يعد – على ما يبدو – ملحاً في مجال علم الأورام الذي ينطوي على مخاطر عالية؛ وللأدوية في ذلك المجال هامش علاجي محدود، كما يمكن أن تكون شديدة السمية. ويُلاحظ التباين الكبير في فعالية أدوية العلاج الكيماوي وسميتها بين المجموعات السكانية المختلفة. وتتمحور الصيدلة الجينية حول دراسة وراثيات اختلاف الأفراد فيما يتعلق بالأدوية. وتأتي جاذبية الصيدلة الجينية، عند علاج مرضى السرطان، من إمكانية جعل العلاج مناسبًا للفرد بشكل خاص مما يساعد في علاج السرطان بتقليل السمية إلى الحد الأدنى، في حين أنها تزيد الفعالية إلى الحد الأقصى. وعلى نحو نموذجي، فإن التعامل الروتيني مع المرضى يجب أن يتضمن تحليل التعددية الشكلية وحيدة النيكليوتيد ومدى ارتباطاتها ببعضها قبل العلاج، مما يسمح بتصنيف المرضي في مجموعات علاجية، ومن ثم، إضفاء الطابع الفردي على علاجهم.

 

وقد أظهرت أساليب العلاج التي تستهدف مستقبل عامل نمو الأنسجة الظهارية نجاحًا ملحوظًا في مجموعة جزئية صغيرة من المرضى المصابين بسرطان الرئة غير صغير الخلايا. هذا وتحتل دراسة آلية الاستجابة مكانًا بارزًا في عديد الأبحاث العلمية التي بينت أن الاستجابة للدواء تتعلق بحدوث طفرة جسدية في عدد من المورثات في مسار نقل الإشارة لمستقبل عامل نمو الأنسجة الظهارية وباختلافات في عدد نسخ مورثات عائلة مستقبل عامل نمو الأنسجة الظهارية. وتساعد الدراسات المستمرة في تحديد علامة بيولوجية أو توليفة من العلامات البيولوجية التي يمكن أن تُستخدم للتنبؤ بالاستجابة إلى هذه الفئة من العلاج.

 

كما أن زيادة المعرفة بالخصائص الميكانيكية لنمو الأورام الخبيثة قد سهل عملية وضع علاجات جزيئية يمكن أن تعمل على تحقيق أهداف معينة. ومع استخدام العلاجات التي تستهدف الجزيئات يمكن تحقيق الحد الأقصى من الآثار المضادة للأورام في جرعات تقل بكثير عن الحد الأقصى للجرعة التي يمكن تحملها. كما أن الآثار الجانبية تكون طفيفة ويمكن التعامل معها وعكسها عند توقف العلاج. وهذه النتائج على نحو جماعي تدعم استخدام الأدوية الاستهدافية لتحسين النتائج السريرية ونوعية الحياة لدى المرضى الذي يعانون من مرحلة متقدمة من سرطان الرئة غير صغير الخلايا. ولابد من النظر إلى هذه العوامل بوصفها خياراً علاجياً للمرضى الذي لم يتلقوا أو غير مرشحين لتلقي علاج كيماوي تقليدي.

 

وهذه الملاحظات تشير إلى أنه بينما تمضي الصيدلة الجينية قدماً بتقنيات تشمل كامل الجينوم وبينما يستفيد المجال من اتباع نهج حذر لتطبيقات وصفية ما زالت مستقبلية، فإن "الطب الشخصي للجميع" لا يلوح في الأفق المباشر، بل إنه هدف أبعد. كما أن المقاربة المنهجية لتحليل مسارات الأيض المهمة، باستخدام توليفة من الاستراتيجيات وتحديد قابلية تطبيق المعرفة المكتسبة وأهميتها السريرية، من شأنه أن يحركنا تجاه تحقيق هذا الهدف. كما تعطي (42) نقطة نهاية بديلة معلومات عن الحد الأدنى من بقايا المرض أو باستعمال نقاط هدفية للصيدلة الجينية ويمكن أن نحصل على المعلومات على نحو أبكر مما يعطيه انتظار إجراء تجربة عشوائية كبيرة تركز على دواء بعينه في إطار تطبيق استراتيجية علاجية معقد

تقدم الخلايا الجذعية الجنينية البشرية مصدراً ممتازًا لزراعة الخلايا عند علاج الأمراض الشديدة. وتعد الخلايا الجذعية الجنينية، في سياق استبدال الخلايا والأنسجة لعلاج الأمراض البشرية، مبشرةً بالخير؛ غير أن الزرع لمدد طويلة في المختبر وعمليات تداول الخلايا الجذعية الجنينية قد تؤثر سلبيًا على حالة التحكم في مستوى ما فوق المورثات في هذه الخلايا، بما في ذلك وضع البصمة الجينية. وتقترن عرقلة عملية وضع البصمة الجنينة أو وجودها على نحو غير ملائم بعدة متلازمات وعمليات تسرطن في الإنسان على النطاق السريري. كما أن التكاثر الخلوي الزائد وتكوين الأورام الناجم عن زرع الأنسجة أو الخلايا يمثل مشكلات محتملة يجب مواجهتها قبل بدء التجارب السريرية للعلاج القائم على الخلايا الجذعية الجنينية. وقد أصبح زرع الخلايا الجذعية المكونة للدم طريقة علاجية مهمة على نحو متزايد لأورام الدم الخبيثة. كما أصبح زرع الخلايا الجذعية الذاتي ممارسة نموذجية في المرضى المعرضين للنكس بسرطان الغدد اللمفاوية بالخلايا البائية الكبيرة ممن يستجيبون إلى إعادة التدخل العلاجي. وما يزال الدور الذي يؤديه زرع الخلايا الخيفية في هذا السرطان غير معروفاً كما أنه – على ما يبدو – لا يعد مفيداً إلا في مجموعة منتقاة من المرضى فحسب. كما أن الدور الذي يؤديه زرع الخلايا الجذعية المكونة للدم في الغدد اللمفاوية الجُريبية يتطور تدريجياً. ويمثل علاج سرطان الغدد الليمفاوية بخلايا المانتل تحديًا كبيرًا، إذ إنه من الممكن أن يؤدي زرع الخلايا الجذعية دوراً مهمًا، عندما يتحسن فهمنا لبيولوجيا هذا المرض وتاريخه الطبيعي. وقد لعب دم الحبل السري دورًا مهمًا بوصفه مصدرًا للخلايا الجذعية والسلفية المكونة للدم مما أدى إلى النجاح في إعادة إحياء النظام الخلوي للدم بالنسبة للمصابين بالأمراض الورمية وغير الورمية. ولقد أفضت المعلومات عن هذه الخلايا غير المتمايزة والنادرة في دم الحبل السري إلى إجراء زرع الخلايا لأول مرة. كما أن المزيد من المعلومات بشأن هذه الخلايا وكيف يمكن تداولها في كل من المختبر والجسم الحي من المحتمل أن يحسن من جدوى وشمولية استخدام دم الحبل السري لعلاج أمراض الإنسان.

 

كما أن الذين يعانون من النوع 1 والنوع 2 من مرض السكري يستفيدون استفادة كبيرة من زرع خلايا بيتا المنتجة للأنسولين في البنكرياس، غير أن النقص الحاد في خلايا بيتا التي يمكن زرعها يمثل مشكلةً كبيرةً حالياً. ويمثل فهم الآليات التي تتكون بها خلايا بيتا على نحو طبيعي تحديًا أساسيًا لعلماء بيولوجيا البنكرياس الحديثة، ولكن هذا الفهم المتعمق يشكل أملاً كبيرًا في وضع استراتيجيات علاجية قابلة للتطبيق لإعادة توليد الخلايا فيما يتعلق بمرض السكري. وعلى وجه الخصوص، فإن الأصول الخلوية لخلايا بيتا في البنكرياس تمثل مشكلة بحثية مهمة، مع كون معرفة هذه الأصول أمرًا مهمًا جدًا على المستويات العلمية والعلاجية.

 

وتمثل الخلايا الجذعية الجنينية موردًا فريدًا يوفر في الأساس إمكانية الوصول إلى كميات غير محدودة من كل نوع من الخلايا في المختبر. كما أنها تشكل نظامًا يسهل الحصول عليه بغية دراسة العمليات التطورية الأساسية مثل اختيار مصير الخلايا والتزامها بهذا المصير وتمايزها. بالإضافة إلى أن تعدد قدرات الخلايا الجذعية الجنينية يتيح الفرص لاستخدام الخلايا الجذعية الجنينية البشرية بوصفها مرتكزًا لإجراء المسح الدوائي بحثًا عن مركبات دوائية محتملة ولعلاجات الزرع القائمة على الخلايا. كما أن تطبيق التقنيات على الخلايا الجذعية الجنينية على نطاق واسع في كل من علم الأحياء والطب الأساسي يقتضي وضع بروتوكولات قوية وجديرة بالثقة للسيطرة على التجديد الذاتي والتمايز في المختبر.

 

ويمكن تطوير الخلايا المستمدة من نخاع العظام إلى خلايا ظهارية في الرئة والكبد والجهاز المعدي المعوي والجلد. وقد أتت هذه النتائج في البدء من التجارب على الحيوانات المختبرية ومن ثم تم تأكيدها في الإنسان. ولم يتضح بعد أي مجموعة فرعية من خلايا نخاع العظام لديها القدرة على أن تصبح خلايا ظهارية. كما أن آلية تحول خلايا نخاع العظام إلى خلايا ظهارية يمثل مسألة أخرى لم تُحل فيما يتعلق بذلك التحول.