سنوات فارقة.. في مسيرة الاستنساخ البيولوجي

د. محمد باقر فخر الدين
معهد أبحاث الأجنة/ جامعة بغداد

 

                          يتطور العلم والمسار البحثي على امتداد الزمن المتواصل معه تواصل التقدم العلمي بوتيرة التناغم أو الانسجام تكون ميزتها على طرفي نقيض فقد تكون لفترات هادئة بعض الشيء ولكن لفترات أخرى تكون ذات نغمات لا يمكن طيها أو نسيانها بتاتاً لما تحمله في جوفها من أهمية بالغة تدق أوتادها في مسير التاريخ بثبات واضح لا يمكن زحزحته وقلعة أو حتى اهماله بعيداً عن مسار العم والحياة الاجتماعية بشكل عام. وبشكل خاص هناك علامات مضيئة في المضمار المؤدي إلى الاستنساخ البيولوجي Cloning لا يسعنا إلا التوقف عندها أو التريث لوقت يطول أو يقصر حسب أهميتها ليس في واقعنا العلمي والبحثي فقط وإنما يمتد ليشمل الرأي العام بأكمله، وهنا سوف نتوقف واضعين الرحال في العديد من السنوات كعلاقات فارقة في طريق التقدم العلمي وعلى مستوى البحث العلمي الأساسي والتي قادتنا بالنهاية إلى استنساخ النعجة دولي Dolly وما تلاها من حيوانات أخرى تمكن العلماء والباحثين من استنساخها، حيث طرحت بعض الآراء والنظريات الأولية والتي خدمت الباحثين لاحقاً على الرغم من احتوائها على عدد من الاستنتاجات الخاطئة مما أدى إلى نبذها وتركها مستقبلاً، وكما يلي:

1ـ أعوام (1880ـ1890)م:

طرحت خلال هذه الفترة نظرية البلازما الجرثومية Germ Plasma Theory من قبل كل من الباحث ويلهلم روكس Wilhelm Roux والباحث أوغست وايزمان August Weismann كلاً على انفراد.

وملخص النظرية يقول: (تساهم كل من النطفة والبويضة بعدد متساوي من الكروموسومات Chromosomes لتكوين البويضة المخصبة اللاقحة Zygote. تحمل هذه الكروموسومات المعاني الوراثية والصفات الخاصة بكل فرد، وإن الخلايا الجنسية الجرثومية Germ Cellsأو ما تعرف بالكميتات Gametes المكونة للجنين هي وحدها تحمل المضامين الوراثية للفرد الجديد، في حين يحوي كل نوع من الخلايا الجسمية Somatic Cells جزءاً من هذه المعلومات الوراثية والتي تحتاجها لأداء وظيفتها المحددة فعلاً كخلية جسمية متمايزة Differentiated ومتخصصة).

إن هذه النظرية حملت شقين متضادين علمياً. فالجزء الأول أعطى النظرة الأولية الصحيحة لمساهمة الكميتات الذكرية والأنثوية بعدد متساوي من الكروموسومات لتكوين البويضة المخصبة، لكن الجزء الثاني من النظرية كان غير دقيقاً ويحتاج إلى تصحيح وذلك لكون الخلايا الجسمية تحمل كل المادة الوراثية (أو ما يعرف بالكروموسومات) وليس جزءاً منها كما ذهبت إليه النظرية وتقوم الخلية بتفعيل وتنشيط جزء من مادتها الوراثية في حال تمايزها وتخصصا لإنجاز وظيفة معينة. كذلك حصل في النظرية التباس في التفريق بين الخلايا الجرثومية والخلايا الجنسية (الكميتات) والتي هي النتاج النهائي لانقسام الخلايا الجرثومية.

2ـ عام (1888م):

قام الباحث ويلهلم روكس Wilhelm Roux بأول اختبار حقيقي على نظرية البلازما الجرثومية Germ Plasma Theory، حيث حطم خلية واحدة لجنين ضفدع بعمر خليتين باستخدام إبرة دقيقة ساخنة وبالنتيجة تطور إلى جنين نصفي، مما ساهم في إسناد نظرية وايزمان ـ روكس Weismann-Roux Theory الخاطئة. يظهر بجلاء هنا وجود
إلتباس حقيقي أما من حيث تمييز مراحل نمو وتطور جنين الضفدع
أو أن الفعل الذي قام به الباحث أدى إلى حصول تشوهات جنينية
ظاهرية أدت إلى الاعتقاد بأنه جنين نصفي.

3ـ عام (1894م):

عزل الباحث هانز دريش Hans Ddreisch اثنين من الخلايا الجنينية (البلاستوميرات Blastomeres) من أجنة لقنفذ البحر Sea Urchin بعمر أربع خلايا، فلاحظ تطور البلاستوميرات المتبقية إلى يرقة كاملة صغيرة. أكدت هذه التجربة بالإضافة إلى تجارب أخرى عدم صحة نظرية وايزمان ـ روكس Weismann-Roux Theory. وتعتبر هذه الخطوات الأساس لعملية الاستنساخ البيولوجي بشكلها البسيط باستخدام عمليات فصل الخلايا الجنينية Embryo splliting.

4ـ عام (1901م):

قام الباحث هانز سبيمان Hans Spemann بتجزئة جنين الضفدع بعمر خليتين إلى جزئين حيث نمى كل جزء إلى يرقة Larvae بنجاح تام، إن إمكانية نشوء وتطور جنين كامل من خلية جنينية واحدة تم استغلاله الآن في المختبرات المتخصصة بتقنيات الإخصاب المساعد Assisted reproductive Technology; ART بفصل خلايا أجنة حيوانات المزرعة Farm Animals إلى عدد من الخلايا الجنينية لينمو كل منها إلى جنين متكامل وبالتالي الحصول على توائم متماثلة وراثياً وزيادة معدل الولادات.

5ـ عام (1914م):

أجرى الباحث هانز سبيمان Hans Spemann البدايات الأولى لعمليات نقل الأنوية Nuclear Transfer بشكل بدائي على أجنة حيوان السلمندر Salamander فقد استخدم قطعة صغيرة من شعرة طفل ولفها بقوة حول خلية بويضة مخصبة حديثاً مما أدى اندفاع النواة إلى جهة معينة وبقاء السايتوبلازم بدون نواة في الجهة المقابلة. بدأت الخلية تنقسم بنجاحفي الجهة الحاوية على النواة ووصل الجنين إلى مرحلة (16) خلية، وقد لاحظ أيضاً أن واحدة من الأنوية قد انسلت إلى الجهة الحاوية على السايتوبلازم فقط مؤدية إلى حصول انقسامات عديدة، وبنتيجة الحال الحصول على يرقتين توأم ناميتين. تعد إحدى اليرقتين (الناتجة من الجزء الحاوي على النواة الأصلية) أكبر بقليل من اليرقة الأخرى (الناتجة من الجزء الحاوي على سايتوبلازم والخالي من النواة الأصلية). وهذا مما يثبت انتقال النواة من اليرقة بعمر (16) خلية إلى الجزء الآخر ومكونة يرقة نامية أخرى.

ومن باب عدم التشكيك بصحة ودقة العمل واجراءه ولكن هناك رأي يطرح نفسه للمناقشة حول نتيجة العمل وهو أن عملية لف شعرة صغيرة من الطفل حول البويضة المخصبة أدت تقسيم سايتوبلازم البويضة المخصبة بشكل غير متساوي وبما أن البويضة المخصبة في حالة نمو وانقسام، فقد تكون النواة انقسمت ولم يحصل انقسام السايتوبلازم بعد ولذلك عملية لف الشعرة أدت إلى عزل

نواة مع سايتوبلازم كثير في جانب ونواة مع سايتوبلازم قليل نسبياً في الجانب الآخر. وهو ما يؤدي إلى حصول نمو أسرع في جانب السايتوبلازم الكثير لاحتوائه على كمية أكبر من العوامل المحفزة والإنزيمات والبروتينات اللازمة لحصول الانقسام بالاعتماد على حقائق بعض النظريات الخاصة بانقسام الخلايا، وعلى العكس من ذلك في الجانب الآخر ستكون سرعة الانقسام أبطأ مما يؤثر بالتالي على نمو اليرقتين.
ولكن هذا الاستنتاج يتعارض مع بعض مفاهيم نظريات انقسام الخلايا الخاصة بزيادة حجم النواة إلى سايتوبلازم الخلية.

6ـ أعوام (1940ـ1950م):

أمكن استنساخ أجناس مختلفة من أجنة الثدييات بعملية شطر الأجنة Embryo Splitting، لكن معظم العمليات كان نجاحها محدود جداً ولم يكتب النجاح لأي محاولة للوصول إلى انغراس Implantation الأجنة في رحم الأمهات الحاضنة. ولربما الفشل الذي أصاب عملية انغراس الأجنة بسبب عدم تهيئة الأناث هرمونياً لاستقبال الأجنة وانغراسها في بطانة الرحم، أو بسبب عدم إحاطة الخلايا الجنينية المفصولة بغلاف شفاف مصنع Artificial Zona Pellucida للمحافظة عليها من ظروف الرحم البيئية والإصابات الجرثومية والتغييرات الحاصلة في الضغط الأزموزي.

7ـ عام (1952م):

قام الباحث روبرت بركس Robert Briggs والباحث توماس كنك Thomas J. King بنقل نواة من خلية جسمية لجنين الضفدع إلى بويضة غير مخصبة أزيلت مادتها الوراثية. إن البويضات التي نقلت لها الأنوية نمت وتطورت إلى دعاميص Tadpoles، وبعضها الآخر تطور إلى ضفادع صغيرة، أصبحت هذه التقنية لنقل الأنوية النموذج النمطي الأولي لتجارب استنساخ كائنات عديدة الخلايا.

8ـ عامي (1961ـ1962)م:

أجرى الباحث جون كوردون John B. Gurdon والباحث روبرت ماكنيل Robert G. McKinnell العديد من عمليات نقل الأنوية على عدة أجناس من الضفادع Zenopus وRana الخ، وتمكنا من الحصول على ضفادع طبيعية ناضجة والتي بدورها أعطت ذرية طبيعية، وهذا يؤكد امتلاك الخلايا الجنينية لكامل فعاليتها الكامنة Totipotency في التمايز والتحول إلى خلايا متخصصة.

9ـ أعوام (1962ـ1965)م:

تمكن الباحثين روبرت ماكنيل Robert G. McKinnell وتوماس كنك Thomas J. King وماري دي بيراردينو Marie Di Berardino من الحصول على يرقات سابحة من بويضات منزوعة المادة الوراثية حقنت بنواة من خلية سرطانية Carcinoma Cell أخذت من كلية ضفدع مصابة. أكد هذا العمل الرائع حقيقة إمكانية السيطرة على بعض الخلايا السرطانية من خلال عملية إعادة برمجة المادة الوراثية Reprogramming والتمايز Differentiation، وبالتالي قد يعني تحفيز إعادة البرمجة والتمايز للخلايا السرطانية إلى توقف نمو السرطان.

10ـ عام (1964م):

استطاع الباحث ستيوارد F. C. Steward الحصول على نبات جزر نامي كامل النضوج من خلال استخدامه لخلايا تامة التمايز مأخوذة من جذر الجزر. أدت هذه التجربة على النباتات وغيرها من التجارب التي أنجزت بنجاح على الحيوانات المائية Amphibian Animals بالعلماء إلى الاعتقاد بإمكانية نجاح عمليات الاستنساخ باستخدام خلايا حيوانية متمايزة.

11ـ عام (1966م):

نجح الباحث جون كوردون John B. Gurdon والباحث أوهلينجر V. Uehlinger من تنمية وإنتاج ضفادع ناضجة بعمليات نقل الأنوية وذلك بحقن نواة من خلية أمعاء الدعاميص داخل بويضة منزوعة المادة الوراثية Enucleated Oocyte.
12ـ أعوام (1970ـ1980)م:
باستخدام عمليات نقل الأنوية تمكن الباحثين كوردون John B. Gurdon ولاسكي R. A. Laskey وريفيس O. R. Reeves من الحصول على يرقة بطور ما قبل التغذية Pre-Feeding Larvae من نقل أنوية من خلايا متمايزة لجلد الضفدع، أو من الخلايا اللمفاوية Lymphocytes من قبل الباحثين وابل M. R. Wabel وبرون R. B. Brun ودو باسكوير L. Du Pasquier .

13ـ عام (1983م):

يعد التقدم العلمي الحاصل في هذا العام من قبل جيمس ماكراث James McGrath والباحث دافور سولتير Davor Solter بتطويرهما تقنية نقل الأنوية لأجنة الحيوانات الثديية Mammalian Embryos البداية النموذجية لعمليات الاستنساخ البيولوجي. حيث أنتجا عدداً من الفئران الطبيعية والخصبة جنسياً، وذلك بإحاطة النواة بكمية ضئيلة من سايتوبلازم لبويضة مخصبة ومن ثم أدمجت النواة مع بويضة مخصبة تم إزالة نواتها مسبقاً.

14ـ أعوام (1983ـ1986)م:

تمكن الباحثين ماري دي بيراردينو Marie Di Berardino ونانسي أورر Nancy H. Orr وروبرت ماكنيل Robert McKinnell من إجراء تجارب أضاءت الطريق لعمليات الاستنساخ البيولوجي والتي نفذت من قبل باحثين آخرين. فقد تمكن هؤلاء العلماء من الحصول على يرقات ضفدع بطور ما قبل التغذية (Pre-feeding larvae) ودعاميص بطور التغذية Feeding Tadpoles من خلال نجاحهم بنقل أنوية من خلايا الدم الحمراء Erythrocytes لضفدع ناضج. ولابد أن نشير هنا إلى أن كريات الدم الحمراء للضفدع تمتلك أنوية وهذا بعكس ما يوجد في الإنسان حيث تكون كريات الدم الحمراء الناضجة فاقدة لأنويتها.

15ـ عام (1986م):

استنسخ الباحث ستين ويلادسين Steen Willadsen حملاً وذلك عن طريق إدماج نواة مأخوذة من جنين بعمر ثمان خلايا في خلية بويضة منزوعة النواة، واستخدم لغرض إتمام عمليتي الدمج والتنشيط لخلية البويضة نبضات (صعقات) كهربائية Electrical Impulse.
لاحقاً شجع هذا العمل باحثين آخرين على القيام باستنساخ وإنتاج العجول والأغنام والماعز والجرذان وعلى نطاق واسع باستخدام أسلوب تجريبي مشابه إلى حد ما قام به العالم ويلادسين، حيث تم الحصول على أنوية الخلايا الجنينة (البلاستوميرات) من الأجنة قبل حصول انغراسها Implantation في بطانة الرحم.

16ـ عام (1993م):

لأول مرة أعلن الباحث سيمس M. sims والباحث فيرست N. L. First عن إنتاج عجول مستنسخة باستخدام عمليات نقل الأنوية من خلايا جنينية حضنت مسبقاً في أوساط زرعية خاصة.

17ـ عام (1997م):

تم الإعلان في هذا العام عن استنساخ النعجة دولي Dolly لأول مرة وهي صاحبة الاسم الأكثر تداولاً في مسيرة البحث العلمي التطبيقي والخاص بعمليات الاستنساخ البيولوجي. حيث تم استنساخ أول حيوان ثدي (لبون) عن طريق عملية نقل نواة من خلية جسمية بالغة في اسكوتلاندا Scotland. إذ أعلن الباحث أيان ويلموت
Ian Wilmut وفريقه عن ولادة النعجة دولي بطريقة نقل النواة من خلية جسمية من ضرع نعجة إلى بويضة منزوعة المادة الوراثية وبعد نجاح عمليتي الدمج والتنشيط ومن ثم نمو الجنين ونقله إلى أم حاضنة مهيئة هرمونياً لهذا الغرض.
كذلك تم استنساخ بعض الثدييات الأخرى من رتبة المتقدمات غير البشرية Non Human Primates. فقد تم استنساخ قردين من فصيلة الريصص Rhesus Monkeys باستخدام نقل أنوية من خلايا أجنة بعمر ثماني خلايا في مختبرات مركز أبحاث أوريغون Oregon Regional primate Research Center. إن هذا المسعى العلمي لاقى تشجيعاً وترحيباً منقطع النظير، كما قابله انتقاد كبير في بعض النوادي العلمية والاجتماعية لاحتمال تطبيقه على البشر في المستقبل القريب أو كونه قيد التطبيق الفعلي على البشر وبالتالي ولادة أطفال مستنسخين.

18ـ عام (1998م):

أسفر المنهج البحثي لمجموعة هونولولو Honolulu Group والتي يترأسها الباحث تيروهيكو واكاياما Teruhiko Wakayama عن إنتاج عدد كبير من الفئران الطبيعية بنقل أنوية من خلال جسمية ناضجة من داخل الحويصلات المبيضية إلى بويضات منزوعة الأنوية. كما أعلن نفس الفريق عن استنساخ فئران من فئران مستنسخة أصلاً كسبق علمي تم إنجازه لأول مرة.
كذلك أنجز فريق باحثين ياباني بإشراف الباحث يوكو كاتو Yoko Kato عملية استنساخ ثماني عجول عن طريق نقل أنوية من خلايا الركام المبيضي Cumulus Cells وخلايا قناة البيض Oviductal Cells من حيوان ناضج واحد.

19ـ عام (2002م):

بدأت مجموعة عراقية بحثية متنوعة الاختصاصات بالتوجه الحقيقي والعمل الفعلي في هذا المضمار الحيوي الهام ولأول مرة واعتماد القدرات الذاتية أساساً للوصول إلى هدف العمل البحثي. وتوصلت هذه المجموعة إلى نجاحاتها في أولى خطوات ميدان الاستنساخ البيولوجي المتعاقبة بإنجاز عملية إزالة الأنوية Enucleation من بويضات حيواني الفأر والماعز لتكون جاهزة لعمليات نقل الأنوية Nuclear Transfer فيما بعد.
لقد ألهب إعلان ولادة النعجة دولي همم الباحثين وتفكيرهم وقد عدها عدداً من المفكرين صدمة مثيرة قادت إلى كل أنواع الافتراضات والتوقعات حول إمكانية استنساخ الجنس البشري في المستقبل القريب وهذا ما حصل فعلاً.

لقد واجه الباحثين في مجال تجارب الاستنساخ البيولوجي هذا الهياج الشعبي العام سواء ما خفي منه أو أعلن بالأهمية العظمى لهذا التقنية الجديدة على مستوى البحث العلمي الأساسي في مجالات التعمير والشيخوخة والسرطان وعدم تفعيل الكروموسوم الجنسي الأنثوي X-Chromosom Inactivation تجارب البصمة الوراثية Imprinting.

كذلك تساهم هذه التقنية الجديدة في الإرتقاء بمستوى الجانب الاقتصادي ومردوداته الإيجابية على تحسين المستوى المادي للفرد والمجتمع على العموم، وذلك من خلال إجراء عمليات تحسين النسل لحيوانات المزرعة بإدخال مورث أو مورثات محددة أو مستهدفة Targeted Genes ذات أهمية اقتصادية في المحتوى الوراثي Genome لهذه الحيوانات. وآخراً وليس أخيراً تجلب هذه التقنية الجديدة الأماني بإتمام عمليات خلايا جذعية Stem Cells معدلة ومصممة للاستخدامات العلاجية سواء بالمنظور القريب أو البعيد.

نشرت في العدد 11