الفائز بجائزة المصطفى 2019 من الدول الإسلامية

أستاذ البيولوجيا وتكنولوجيا الخلايا الجذعية في معهد رويان للأبحاث، إيران

سنة الميلاد: 1972

الجنسية: إيران

الإنجاز: علاج باركنسون و AMD العين عن طريق الخلايا الجذعية

مجال الجائزة: بيولوجيا الخلايا الجذعية

تحويل الخلايا الجذعية إلى إرث علمي

نظرة مبسطة على حياة الدكتور حسين بهاروند

حصلت تجربة بسيطة ولكن مذهلة في عام 1923 على جائزة نوبل في فرع علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 1935 لعالم الأجنة الألماني هانز سبيمان (1896 إلى 1941)، "لاكتشاف ظاهرة التأثير المنظم للتطور الجنيني". هذه واحدة من حوالي عشرة جوائز نوبل الممنوحة في فرع علم الأجنة حتى الآن، وهي واحدة من الحالات القليلة التي مُنحت فيها جائزة نوبل لأطروحة دكتوراه.

في التجربة المشهورة الآن، قام سبيمان وطالبه ومساعده هيلدا مانغولد (1898- 1924)، بعملية زرع جنين سمندر. استخدموا أجنة من نوعين مختلفين من السمندر من نوع Triturus بألوان مختلفة للتمييز بين المتلقي والجهات المانحة على أساس اللون الفاتح أو الغامق. وقد وجد أنه عن طريق زرع منطقة صغيرة محددة من جنين السمندر الأساسي إلى جنين آخر في نفس المرحلة، يمكن أن يتسبب بتحفيز جنين ملتصق غير مكتمل في مواجهة الجنين المضيف. هذه المساحة الصغيرة من الجنين والتي تسمى الآن التأثير المنظم لسبيمان هي المسؤولة عن توجيه تطور جسم الجنين الكامل.

اكتشاف هذه الظاهرة من قبل سبيمان الذي يسمى الآن التحفيز الجنيني، هو أحد أصول علم الأحياء التطوري الحديث. أثبتت ظاهرة التحفيز، التي توجه فيها خلية أو نسيج إلى تطور خلية أو نسيج آخر، بلا شك الأهمية الأساسية للتفاعلات بين الخلايا في التطور الجنيني. توفي مانغولد بعد بضعة أشهر في حادث مأساوي في مطبخه عندما كان يحاول تسخين الحليب لولده الرضيع. لم يشهد نشر مقالته النهضوية، وبالطبع لا تمنح جائزة نوبل للأموات أيضاً.

بينما كان حسين بهاروند طالباً في المدرسة الثانوية، وقع في حب هذه المغامرة الرائعة في تاريخ العلوم التي رويت في كتابه الدراسي عن علم الأحياء. عندما سأل عنها، أخبره أستاذه أن الفرع الذي يتعامل مع هذه الموضوعات هو علم الأجنة. حينها ومنذ ذلك الوقت في صيف عام 1989، قرر بهاروند أن يصبح أخصائي في علم الأجنة. أكمل شهادة البكالوريوس في علم الأحياء من جامعة شيراز، ثم قبل في درجة الماجستير في علم الأحياء التطوري في جامعة الشهيد بهشتي في طهران. حصل في نهاية المطاف على شهادة الدكتوراه في علم الأحياء الخلوي والتطوري من جامعة خوارزمي (جامعة تربيت معلم سابقاً) في عام 2004.

اعمل حتى تعمل

ولد حسين بهاروند في أصفهان في 25 شباط فبراير 1972. يقول: "كنت صبياً مرحاً مفعم بالحيوية. إن أبرز ما يميز حياتي في تلك الفترة وفي الوقت الحالي أيضاً هو الحركة والنشاط. من المرحلة الابتدائية وحتى الجامعة، قمت في الصيف بأعمال مثل البيع المتجول والبناء والزراعة، واشتريت من الربح اللوازم المدرسية والكتب". وهو يعتقد أن على المرء أن يعمل بجد ليكون فعالاً. العمل بالنسبة له يبعث على السرور، ويرى أنه ضروري لتنمية روحه.

كان بهاروند الابن الأكبر في عائلة كبيرة وكان من المتوقع أن يساعد في رعاية إخوته وأخواته. ومع ذلك، فقد اتيح له بعض الوقت لقراءة كتب مثل مغامرات الخيال العلمي لجول فيرن. يقول: "كان كتاباً يدعى ألبرت شفايتزر  عبارة عن مذكرات طبيب قد انتقل من أوروبا إلى إفريقيا، وساعد الناس هناك وكان سبباً للخير والنعمة الكبيرة، وبالطبع قد قضى أوقات عصيبة في هذا الطريق. كان لهذا الكتاب تأثيراً كبيراً عليّ". أراد أن يكون مؤثراً مثل شفايتزر وكذلك لويس باستور ورامون كاخال وماري كوري.

وفقا لبهاروند: "إن معرفة زوايا المحيط أيضاً مؤثر في تشكيل الفكرة والشخصية. الزاوية في بعد هائل، تشكل الأسرة جزءً منه، والبيئة المحيطة جزء آخر، والزوجة والأصدقاء والعائلة والمجتمع وما إلى ذلك أجزاء منه. وجميعها تتكاتف معاً لتشكيل الشخصية".

مع هذه الفلسفة، ليس من المستغرب أن يمتن بهاروند للكثير من الأشخاص الذين جعلوه مهتماً بعلم الأحياء التطوري وساعدوه ليتقدم في عمله. ولكنه على وجه الخصوص يتذكر شخصين أسمائهما جديرة بالذكر: الدكتور الراحل سعيد كاظمي أشتياني (1951-2004)، عالم الأحياء التطوري ومدير معهد أبحاث رويان؛ وأستاذه الدكتور إنجو ماتايي رئيس مختبر استهداف الجينات في معهد جون كورتين الطبي في كانبرا في أستراليا، حيث ذهب بهاروند إلى هناك في فرصة دراسية مدتها خمسة أشهر من فبراير 2001 للتدرب على إنتاج الفئران المعدلة وراثياً والناكاوت- التي تكون واحدة من جيناتها معطوبة.

عالم قوي

عند عودته إلى إيران، بدأ برنامجاً لإنتاج الخلايا الجذعية في معهد رويان للأبحاث، والذي كانت بداية دخوله إيران في الطب الترميمي والبحث التطبيقي. نجح هو وفريقه في رويان لأول مرة في إيران في إنتاج الخلايا الجذعية الجنينية البشرية وللفئران في عام 2003، وفي عام 2008 أنتجوا الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات. ولقد استخدم هذه المعرفة مراراً وتكراراً في التجارب السريرية وفي زراعة الخلايا الجذعية للأنسجة الخاصة.

ألف بهاروند أكثر من 350 مقالة علمية باللغة الإنجليزية، والتي تم الاقتباس منها أكثر من 11000 مرة حتى الآن، مما يرفع مؤشر اتش الخاص به في مقياسه العلمي إلى 52. وهو محرر أربع مجموعات من المقالات لمؤلفين مختلفين في الخلايا الجذعية من ناشرين عالميين مثل سبرينغر و وايلي. قام بهاروند بترجمة وتأليف عدد من الكتب باللغة الفارسية أيضاً، كان معظمها في الخلايا الجذعية. وقد أشرف أيضاً على ترجمة العديد من الكتب المرجعية حول المهنة والتواصل العلمي، وكذلك الكتاب المدرسي الشهير "علم الأحياء التطوري" للمؤلف سكوت جيلبرت، وهو الكتاب المقدس في هذا الفرع.

بهاروند أيضاً عضو في هيئة تحرير العديد من المجلات ذات التأثير الكبير مثل "مجلة الكيمياء البيولوجية" و "التقارير العلمية". لديه اثنين من براءات الاختراع المسجلة في أمريكا وثلاث شركات في إيران تقوم بنشاطها على أساس المعرفة التي أنتجها هو وفريقه.

على مدار الأعوام الماضية، اعترفت العديد من الجوائز الوطنية والدولية بقيمة أبحاثه، بما في ذلك جائزة مهرجان خوارزمي الدولي في عام 2013 وجائزة الأكاديمية العالمية لعلم الأحياء لهذا العام في عام 2019. ومنحت له هذه الجائزة الأخيرة التي تمنح للتقدم العلمي في البلدان النامية كل عام، "نتيجة لخدمات بهاورند الجليلة في فهم كيفية إنتاج والمحافظة على الخلايا الجذعية ومفاهيم التقوية والتمايز".

فن المساحات

كان هناك العديد من الشخصيات البارزة في التاريخ الإيراني، مثل زكريا الرازي وأبو ريحان البيروني وأبو علي سينا​​، الذين ساهموا بشكل كبير في إنتاج المعرفة الإنسانية في مجال الطب. يأمل بهاروند أن تستعيد بلاده مكانتها السابقة في العلوم الطبية وأن تلعب دورها في "الطب المستقبلي". وهو يعتقد أن العلوم متعددة التخصصات في "طب المستقبل" ستتألف من أربعة محاور من الطب العلاجي والطب الشخصي وعلاج السرطان والعلوم المعرفية والدماغية. إنه يحاول إعداد نموذج أولي له في إطار مستشفى أبحاث بمساعدة الحكومة والجهات المانحة من الخيرين.

يحب بهاروند الشعر الفارسي ويستخدمه في تعليم طلابه. يمارس أيضاً رياضة تسلق الجبال وممارسة فنون الكاراتيه القتالية. يقضي الكثير من الوقت في الطبيعة بمفرده أو مع العائلة والأصدقاء. يقول: "الطبيعة أعظم معلم لدينا. أذهب إلى أحضانها كثيراً لأتعلم منها. لقد علمتني الطبيعة أن التطور تدريجي وأننا بحاجة إلى التحرك المتواصل ببطء. لذلك ليس هنالك اختصار لنمونا وتطورنا. لن يتحقق شيء بدون الكثير من الجهد. ليس من الممكن النجاح بين عشية وضحاها. لقد تعلمت من الطبيعة أنه إذا كنت تريد النجاح، فيجب عليك مواجهة التحديات. ابحث عن طريقك الخاص أو قم ببنائه من نقطة الصفر إذا لم يكن هنالك طريق. لم تستطع الديناصورات القوية العثور على وسيلة لمواجهة التحديات فانقرضت، ولكن الثدييات الضعيفة وجدت وسيلة للبقاء ونجحت. لتطوير أنواع جديدة يجب أن يكون هناك مساحة فارغة. تريد "أصنافاً" جديدة؟ اصنع مساحة فارغة وحاول ملأها".

إكسير الشباب

الاقتراب من الخلود بمساعدة العلاج بالخلايا في مكافحة الأمراض المزمنة للشيخوخة واحدة تلو الأخرى.

ليس هناك حقبة في التاريخ لم يكن فيها مجنون يبحث عن الخلود. لم يكن الإسكندر المقدوني (356-323 قبل الميلاد) مستثنى من هذه القاعدة، وبالنظر إلى القوة التي امتلكها وضخامة العالم الذي احتله، على ما يبدو لم يكن هنالك أي سبب يمنعه من تحقيق ذلك. كان يبحث عن شيء، أي شيء، لإبقائه على قيد الحياة وابعاد شبح الموت عنه.

وفقاً لإحدى أشهر الحكايات الشرقية لهذه القصة، وهي قصيدة نظامي غنجوي (من 1141 إلى 1209 ميلادي) التي تستند إلى مغامرة خيالية لـ "أسطورة الإسكندر"، حيث أخبر رجل مسن حكيم ربما كان الخضر على الأرجح، الإسكندر بوجود "نبع الشباب" في "الظلمات" أو "أرض الظلام" "على أطراف العالم المعروف في ذلك الوقت وربما في أبخازيا الحالية في جورجيا أو شمال الأورال، حيث يحصل كل من يشرب "ماء الحياة" على حياة أبدية. كما قيل في الأسطورة، اندفع الإسكندر مسرعاً إلى الظلام بتوجيه من الخضر وبرفقة جيشه. عثر الخضر في النهاية على النبع وشرب منه، لكن النبع اختفى في ظروف غامضة أمام عيني الإسكندر.

على مر التاريخ، سعى العديد من الإسكندريين للعثور على طرق لاستعادة شبابهم. كان أحدهم طبيباً روسياً يدعى ألكساندر بوغدانوف (1873 إلى 1928) الذي استسلم لخيال الشباب الجامح وتوفي بسببه. في محاولة للخلود، أجرى سلسلة من اختبارات الدم الفاشلة على نفسه والتي كلفته حياته لعدم انسجام الزمرة الدموية.

على الرغم من أن هذا قد يبدو عجيباً بعض الشيء، إلا أن فرضية بوغدانوف ليست خاطئة تماماً، ويمكن للدم أن يكون له خصائص مجددة باعثة على الشباب. في مقال نشر عام 2014 في مجلة الطبيعة الطبية، أفاد الباحثون أن "دم الشاب يعكس أضرار الشيخوخة... في الفئران". وقد وجد أن حقن البلازما للفئران الصغيرة في الفئران المسنة تساعدهم بالنسبة لردود فعل الخوف وفي التعلم المكاني وبالتالي يعزز قدرتهم على التعلم والتفكير.

حتى بعد سنوات قليلة من نشر نتائج هذه الدراسة، انتهزت عيادة تدعى آمبروزيا في سان فرانسيسكو الفرصة للسماح لعملائها بالاستفادة من هذه المزايا عبر عمليات نقل الدم التي يقدمها المتبرعون الشباب وإنفاق 8000 دولار أمريكي فقط لقاء ذلك! تم تعليق العمل منذ فبراير 2019 عندما أصدرت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية تحذيراً بهذا الخصوص.

بدء العلاج بالخلايا

هنالك تاريخ طويل لحقن سوائل الأشخاص الآخرين كوسيلة لتمديد حياة الإنسان، على الرغم من أنها هذه الأيام أصبحت ترفيهاً للمليارديرات في عالم التكنولوجيا في وادي السيليكون، والتي تحولت لطريقة لخداع الموت. في عام 1890 في مؤتمر علمي في باريس، ذكر عالم عجيب في وظائف الأعضاء اسمه تشارلز إدوارد براون سيكار (1817 إلى 1894) أنه "بعد الحقن تحت الجلد لمستخلص خصية القرد" فقد استعاد قواه الجنسية بشكل مبهر في سن 72. جعل هذا العلاج المستحيل من الناحية العلمية الآلاف من الرجال يرغبون في تجربة اكسير براون سيكار، ولكنه في نفس الوقت أطلق فرعاً للعلاج بالخلايا.

لم تتباطأ وتيرة البحث عن الخلود في العقود الأخيرة فحسب، بل تسارعت أيضاً من خلال التدخلات الجزئية، مثل عمليات البوتكس وشد الوجه والمكملات المختلفة، وكذلك من خلال الأبحاث المضادة للشيخوخة القائمة في مختبر التكنولوجيا الحيوية المتقدم للغاية. حتى أن هنالك فرع يسمى علم الشيخوخة مخصصاً لدراسة عملية الشيخوخة، وقد تم تخصيص العديد من الجوائز لإيقاف عملية الشيخوخة وتأخيرها وعكس مسارها لدى البشر والثدييات الأخرى، الأمر الذي تسبب بضجة كبيرة في وسائل الإعلام. وصلت البحوث حول طول الحياة البشرية الآن إلى مرحلة النضج التي يعتقد العلماء أنها يمكن أن يكون لها تأثير كبير على الآثار الطبية والديموغرافية والاجتماعية والاقتصادية والسياسية والبيئية.

حل مشكلة مزمنة

أحد الحلول العملية في تأخير الشيخوخة يكمن في مواجهة الأمراض المزمنة الشائعة في فترة الشيخوخة مثل الشلل الرعاشي (باركينسون) وأمراض العيون. هل يمكن حل هذه الكوارث في الشيخوخة عن طريق حقن الخلايا وتجديدها؟ هذا هو تخصص حسين بهاروند عالم الأحياء التطوري في معهد أبحاث رويان في طهران الذي يعمل في مجال التكاثر والخلايا الجذعية والتكنولوجيا الحيوية. فاز بجائزة المصطفى عام 2019 من المقيمين في البلدان الإسلامية لعلاجه مرض الشلل الرعاشي (باركينسون) وإزالة البقعة الصفراء الناتجة عن الشيخوخة عبر العلاج بالخلايا.

يسعى بهاروند إلى تطوير الطب العلاجي أو الترميمي باستخدام الخلايا الجذعية البشرية وعلم الأحياء التطوري والهندسة المستوحاة من الطبيعة. مع قدرة الخلايا الجذعية على التجديد الذاتي (صنع نسخ منها)، فلها مكانة فريدة في العلاج بالخلايا. يمكن أن تكون متباينة مع أنواع مختلفة من الخلايا. يمكن الحصول على الخلايا الجذعية من ثلاثة مصادر: 1) الخلايا الجذعية الجنينية من أجنة ما قبل الزرع؛ 2) الخلايا الجذعية للأنسجة الخاصة أو الخلايا الجذعية البالغة من نخاع العظام والجلد والدم وغطاء الجهاز الهضمي؛ و 3) الخلايا الجذعية الفعالة الناجمة عن إعادة برمجة الخلايا البالغة لاستعادة ميزاتها اللا متفاضلة.

نجح بهاروند وفريقه في معهد رويان للأبحاث في إنتاج خلايا جذعية جنينية للفئران في عام 2002 وقاموا بتكرار هذا النجاح في العام التالي عند البشر. لكن اللحظة الحاسمة جاءت في عام 2008 عندما توصلوا إلى تكنولوجيا لإنتاج خلايا جذعية متعددة الإمكانات محفزة عند الإنسان والفئران في المختبر. أتاح هذا الإنجاز إنشاء فروع مختلفة من الطب الترميمي في إيران وإنتاج الخلايا العصبية وعضلة القلب والكبد وبيتا البنكرياس من الخلايا الجذعية.

على سبيل المثال، أدت هذه المعرفة إلى بناء خلايا الدوبامين التمهيدية من الخلايا الجذعية الجنينية البشرية. (الخلايا التمهيدية خلايا لا متفاضلة وعلى عكس الخلية الجذعية لديها القدرة على التفاضل فقط إلى مجموعة محدودة من الخلايا المستهدفة.) الخلايا العصبية التي تفرز الدوبامين الموجودة في أنحاء الدماغ أو الدماغ الأوسط، هي المصدر الرئيسي للدوبامين- وهي تعمل كنوع من الموصلات الكيميائية في الجهاز العصبي لدى الثدييات. ويمكن أن يؤدي فقدانها إلى الإصابة بمرض باركنسون.

بشكل نقوم به

مرض باركنسون هو اضطراب تدريجي للجهاز العصبي مصاب به أكثر من 4 ملايين شخص في جميع أنحاء العالم ويتجلى على شكل رعشة معروفة في الشيخوخة. يزداد خطر الإصابة بالمرض الذي يبدأ بعد سن 50 مع تقدم العمر، ومع ارتفاع معدل شيخوخة المجتمع العالمي، سيصبح مرض باركنسون أكثر انتشاراً، وسيشكل عبئاً اقتصادياً واجتماعياً أكبر عليه.

على الرغم من أنه قد ثبت منذ النصف الثاني من الثمانينيات أن دماغ الجنين البشري هو مصدر فعال للخلايا الدوبامينية التمهيدية لزرعها في الدماغ الأوسط للأشخاص الذين يعانون من مرض باركنسون، إلا أن الخلايا الجذعية الجنينية ليست مصدراً موثوقاً به بسبب صعوبة الوصول إليها ولبعض الاعتبارات الأخلاقية. لقد كان استخدام الخلايا الجذعية الجنينية البشرية كبديل باعثاً على الأمل. ولكن على المدى الطويل، لا تزال هنالك تحديات بما في ذلك تشكيل ورم مسخي وهو نوع نادر من الورم يحتوي على العديد من الأنسجة ونمو الأعصاب المفرط.

قام بهاروند وفريقه في معهد رويان للأبحاث بالإعلان عن حل جديد باستخدام جزيئات صغيرة لاستخلاص الخلايا الدوبامينية التمهيدية للدماغ الأوسط ​​من الخلايا الجذعية الجنينية البشرية. لقد ربطوا هذه الخلايا التمهيدية مع الأشخاص الذين يعانون من مرض باركنسون في الفئران ومن ثم إلى غير الإنسان أولاً وهو ما يسمى قرد رزوس Macaca mulatta .

تظهر التقييمات تحسناً ملحوظاً في حركات القرود في غضون عامين بعد الزرع دون أي دليل على تكوين الورم أو نمو الأعصاب المفرط في المخ. يبدو أن حالات الفشل السابقة كانت نتيجة للتخصص الجزئي للخلايا بسبب فشل في توجيه عملية التفاضل. الآن، يدرس فريق البحث استعمال هذا العلاج بالخلايا على مرضى باركنسون من البشر.

هذا مشابه لما فعله فريق البحث في عام 2012 لعلاج تنكس البقع الصفراء في الشيخوخة، مما قد يؤدي إلى عدم وضوح الرؤية وإذا ترك دون علاج فإنه يؤدي إلى العمى في الشيخوخة. هذا المرض هو نتيجة الأضرار التي تلحقها البقعة الصفراء في شبكية العين، والتي هي طبقة من الخلايا الصبغية وتلعب دوراً أساسياً في وظيفة الجهاز البصري.

اقترح بهاروند وفريقه في معهد أبحاث رويان في مقالتين في المجلة المعتبرة "الخلايا الجذعية والتطورية" في عام 2012، طريقة لتوجيه التفاضل بين الخلايا الجذعية متعددة القدرات المحفزة لدى الإنسان إلى نسيج الغطاء الصبغي لشبكية العين. قدمت هذه النتائج أولاً في الأرانب ثم في البشر أداةً غير مسبوقة وفعالة فريدة لعلاج استبدال الخلايا في أمراض شبكية العين.

الخطة البديلة

يبدو أن العلاج بالخلايا أصبح سلاحنا الأكثر فاعلية في مكافحة الأمراض المزمنة التي تتصدر قائمة أمراض الشيخوخة. هذا ليس كالوصول إلى الحياة الأبدية بالمعنى الدقيق للكلمة، ولكن يمكن أن يكون الخيار البديل الأفضل، كما يتوقع الباحثون، لتمديد حياة الإنسان ومضاعفة حصة الثلاث عشرين سنة وعشرة سنوات المحددة في الكتاب المقدس. وبالطبع، فإن هذه الحياة الإضافية تأتي مع الصحة والأداء. أليس حلماً جميلاً ألا تعاني عندما تحصل على كنزك؟ أن يكون لديك من الوقت كما تحب للقيام بأي مشروع طويل الأجل لا يمكن إكماله خلال فترة العمر القصيرة الحالية؟ حسناً، الخطة البديلة هي: إطالة فترة الكهولة حتى نتمكن من الاستثمار أكثر في كل فرد بدلاً من استبدال الأجيال السريع.