متابعات: تكشف دراسة جديدة كيف قد تُشكّل التفاعلات الدقيقة بين الخلايا والإشارات الكيميائية الأنماط المعقّدة لشعر الثدييات.

قد ينشأ الترتيب الدقيق لبصيلات الشعر من عملية بسيطة بشكل مفاجئ. طوّر باحثون في جامعة جنيف (UNIGE) نموذجاً رياضياً يُظهر كيف يمكن للخلايا المستجيبة لإشارات كيميائية أن تولّد أنماطاً مميزة للشعر في نوعين من الثدييات، دون الحاجة إلى نظام معقّد لتحديد مكان تشكّل كل بصيلة.

وقد نُشر البحث في دورية PNAS، وهو يتحدّى تفسيراً طويل الأمد لتطوّر بصيلات الشعر، ويشير إلى أن الاختلافات في العملية الخلوية الأساسية نفسها قد تُنتج أنماطاً مختلفة بين الأنواع، وفقاً لموقع «ساينس تك دايلي».

كيف تجد بصيلات الشعر مواقعها؟

تبدأ بصيلات الشعر بالتشكّل قبل الولادة في تراكيب جنينية متخصصة تُسمى الصفيحات (placodes). وظل العلماء مختلفين منذ فترة طويلة حول كيفية قيام الأنسجة النامية بإرساء أنماط منظّمة كهذه.

بالنسبة لفئران المختبر (Mus musculus)، كان النموذج السائد هو نموذج التوسّع والاستحثاث. ووفقاً لهذه النظرية، تُطلق كل صفيحة متشكّلة حديثاً جزيئاً مثبّطاً يمنع مؤقتاً غيرها من التشكّل في الجوار. ومع توسّع الجلد، تنتقل مناطق جديدة خارج تأثير هذا الجزيء، مما يسمح بتشكّل صفيحات إضافية في المسافات بين الصفيحات الموجودة.

ورغم أن هذا النموذج قادر على تفسير أنماط النمو الملاحظة في فئران المختبر، فإن الباحثين لم يثبتوا تجريبياً أنه يفسّر تنظيم بصيلات الشعر على نطاق أوسع بين الثدييات.

آلية أبسط مدفوعة بالإشارات الكيميائية

بحث فريق بحثي بقيادة مشتركة بين أثاناسيا تزيكا، وميشيل ميلينكوفيتش، من قسم علم الوراثة والتطور بجامعة جنيف (UNIGE)، في آلية مختلفة تُسمى الانجذاب الكيميائي (chemotaxis). تتيح هذه العملية للخلايا التحرك استجابة لتدرجات كيميائية. وتساعد أيضاً خلايا الدم البيضاء على التوجه نحو مناطق الالتهاب.

أنشأ الباحثون نموذجاً رياضياً تتحرك فيه خلايا متحركة استجابة لإشارة كيميائية جاذبة تنتجها البشرة، وهي الطبقة الخارجية للجلد. ومع نمو الجلد الجنيني المحاكي، تُنتج هذه التفاعلات تلقائياً صفيحات بأنماط تتطابق بشكل وثيق مع تسلسل النمو الملاحظ في فئران المختبر.

ويوضح محمد إبراهيمي وإبراهيم جهانبخش، الباحثان في قسم علم الوراثة والتطور: «تُظهر نتائجنا أن الأنماط الملاحظة لا تتطلب نظاماً معقّداً يخبر كل صفيحة بمكان التشكّل. بدلاً من ذلك، تنشأ الصفيحات تلقائياً من التفاعلات المحلية بين الخلايا والإشارات الكيميائية».

اختبار النموذج في حيوان مختلف

فحص الباحثون بعد ذلك الفأر الشوكي (Acomys dimidiatus)، وهو قارض تتشكّل بصيلات شعره في نمط منتظم للغاية وفي اتجاه منظّم. وعلى خلاف الترتيب الموجود في فئران المختبر، لا يمكن تفسير هذا التشكّل المميز بالنموذج التقليدي للتوسّع والاستحثاث.

وباستخدام بيانات تجريبية تم الحصول عليها من خلال التصوير ثلاثي الأبعاد للجلد الجنيني، عدّل الفريق نموذجه الرياضي ليعكس الخصائص الكيميائية الحيوية الخاصة بالفأر الشوكي وأنماط نمو جلده. ونجحت آلية الانجذاب الكيميائي نفسها في إعادة إنتاج ترتيب البصيلات المميز لهذا النوع.

تشير هذه المحاكاة إلى أن أنماط الشعر المختلفة لدى الثدييات قد تنشأ من عملية مشتركة تحكمها حركة الخلايا والإشارات الكيميائية، مع وجود اختلافات خاصة بكل نوع في كيفية انتشار هذه التفاعلات. وتوفر النتائج بديلاً محتملاً للنموذج التقليدي، رغم أن التوافق الرياضي مع الأنماط الملاحظة لا يثبت أن الانجذاب الكيميائي هو الآلية العاملة في الجلد الحي.

وتخلص أثاناسيا تزيكا إلى القول: «يشير عملنا إلى أن التفاعلات الخلوية البسيطة قادرة على توليد التنوع المذهل في البنى النسيجية الملاحظ عبر التطور. وبالتالي فإن الاختلافات الملاحظة بين الأنواع تنتج عن عملية التنظيم الذاتي نفسها، لكن مع اختلافات في التفاعلات بين الخلايا والإشارات الكيميائية».