الكروموسوم ١٤: الخلود

لو كان الجينوم خالدًا، لماذا إذن يموت الجسم؟ إن أربعة مليارات عام من النسخ المتواصل لم تضعف الرسالة التي تحملها جيناتنا (وجزء من السبب وراء هذا يرجع إلى طبيعتها الرقمية)، ومع ذلك يفقد الجلد البشري ليونته تدريجيًّا مع تقدمنا في العمر. إن الأمر يحتاج أقل من خمسين عملية تضاعف للخلايا كي تتحول البويضة المخصبة إلى جسد كامل، ومئات قليلة وحسب كي يبقى الجلد في حالة طيبة. هناك قصة قديمة تحكي عن ملك وعد بأن يعطي أحد علماء الرياضيات لديه أي شيء يطلبه مقابل خدمة قدمها له. طلب عالم الرياضيات رقعة شطرنج وأن يوضع على أول مربع منها حبة أرز، وعلى الثاني حبتين وعلى الثالث أربع حبات وعلى الرابع ثماني حبات وهكذا. بالوصول إلى المربع الرابع والستين، سيتطلب الأمر نحو عشرين مليون مليون مليون حبة أرز، وهو رقم هائل يصعب تخيله. وهكذا الحال في الجسم البشري، فالبويضة تنقسم مرة واحدة، بعدها تبدأ كل خلية وليدة في الانقسام مجددًا، وهكذا. وبعد سبع وأربعين عملية تضاعف يملك الجسد أكثر من مائة تريليون خلية. ولأن بعض الخلايا تتوقف عن التضاعف مبكرًا في حين تواصل أخرى الانقسام، فإن الكثير من الأنسجة تتكون من خلال خمسين عملية تضاعف، ولأن بعض الأنسجة تواصل إصلاح نفسها بنفسها خلال الحياة فقد تتضاعف بعض الخلايا عدة مئات من المرات على مدار الحياة الطويلة. هذا يعني أن كروموسوماتها قد «نُسخت» عدة مئات من المرات، وهو ما يكفي لتشويه الرسالة التي تحملها. ومع هذا لم تشوه الخمسون مليار عملية نسخ التي حدثت منذ بدء الخليقة الجينات التي نرثها. ما الفارق؟

لا يمكن تفسير شيخوخة المخ من المنظور نفسه بسهولة؛ لأن خلايا المخ لا تستبدل نفسها أثناء الحياة. ومع هذا لا تقوض هذه الحقيقة نظرية القسيم الطرفي؛ إذ إن الخلايا الداعمة للمخ، والمسماة بالخلايا الدبقية، تضاعف فعلًا من نفسها، ولهذا السبب فإن قسيماتها الطرفية تنكمش هي الأخرى على الأرجح. لكن يوجد عدد قليل من الخبراء الذين يؤمنون في الوقت الحالي بأن الشيخوخة تحدث — في المقام الأول — نتيجة تراكم للخلايا الهرمة؛ الخلايا ذات القسيمات الطرفية المقصَّرة. إن أغلب الأمور التي نربطها بالشيخوخة، كالسرطان ووهن العضلات وتصلب الأوتار وابيضاض الشعر وتغير ليونة الجلد، ليس لها علاقة بفشل الخلايا في مضاعفة نفسها؛ ففي حالة السرطان مثلًا تكون المشكلة هي أن الخلايا تضاعف نفسها مضاعفة مفرطة.

إضافة إلى ذلك، هناك اختلافات كبيرة بين أنواع الحيوانات المختلفة من حيث المعدل الذي تشيخ به. في المجمل، تعيش الحيوانات الكبيرة حجمًا، مثل الفيلة، فترة أطول من الحيوانات الصغيرة حجمًا، وهو الأمر الذي قد يبدو محيرًا للوهلة الأولى إذا وضعنا في الاعتبار أننا سنحتاج عمليات مضاعفة أكثر عند تكوين الفيل عن الفأر، هذا إذا كانت مضاعفة الخلايا هي التي تفضي إلى شيخوخة الخلايا. بالمثل، تعيش الحيوانات البليدة التي تحيا حياة بطيئة، مثل السلاحف وحيوان الكسلان، عمرًا أطول بالمقارنة بحجمها. قاد هذا إلى تعميم منطقي؛ من فرط منطقيته كان من الممكن اعتباره صحيحًا لو أن الفيزيائيين كانوا هم حكام العالم، وهو يقضي بأن كل الحيوانات تملك تقريبًا عدد دقات القلب نفسه على مدار حياتها؛ فالفيل يعيش فترة أطول من الفأر، لكن معدل نبضه أبطأ بكثير منه، حتى إننا لو قسنا العمر بعدد دقات القلب لوجدنا أن الحيوانين يعيشان تقريبًا العمر نفسه.

المشكلة هي وجود استثناءات صارخة لهذه القاعدة، أبرزها الخفافيش والطيور؛ فالخفافيش الصغيرة يمكنها العيش حوالي ثلاثين عامًا، وخلالها جميعًا تأكل وتتنفس وتضخ الدم بنسب جنونية، وهذا ينطبق حتى على الأنواع التي لا تمر ببيات شتوي. أما الطيور، التي دماؤها أكثر حرارة بعدة درجات، ويكون سكر الدم لديها مركزًا تركيزًا مضاعفًا على الأقل وتستهلك الأكسجين بمعدل أسرع كثيرًا من أغلب الثدييات، فتعيش هي الأخرى في المعتاد حياة طويلة. هناك صورتان شهيرتان يظهر فيهما عالم الطيور الاسكتلندي جورج دانيت وهو ممسك بطائر النوء البري نفسه في العامين ١٩٥٠ و١٩٩٢. يبدو الطائر على هيئته نفسها في الصورتين، لكن لا يبدو بروفيسور دانيت كذلك.

لحسن الحظ حين فشل علماء الكيمياء الحيوية والأطباء في تفسير أنماط الشيخوخة، هرع التطوريون لإنقاذهم. فقد وضع جيه بي إس هالدان وبيتر ميداوار وجورج ويليامز، على نحو منفصل، التفسير الأكثر إرضاء لعملية الشيخوخة. إن كل نوع يأتي — فيما يبدو — مجهزًا ببرنامج للتقادم مخطط ومختار بحيث يلائم النطاق العمري المتوقع له والعمر الذي من المرجح أن يكون قد انتهى بحلوله من التناسل. يعمل الانتخاب الطبيعي بحرص على التخلص من كل الجينات التي قد تصيب الجسم بالتلف قبل عملية التكاثر أو أثناءها. وهو يفعل هذا عن طريق قتل أو تقليل فرص نجاح تناسل الأفراد الذين تنشط لديهم هذه الجينات في الشباب، ويستمر الباقون في التكاثر. بيد أن الانتخاب الطبيعي لا يمكنه التخلص من الجينات التي تتلف الجسد في فترة الشيخوخة التالية على التكاثر؛ لأنه لا يوجد تكاثر ناجح في فترة الشيخوخة. لنأخذ طائر دانيت كمثال. إن السبب وراء عيشه فترة أطول من الفأر هو أنه لا يوجد في حياة طائر النوء مكافئ للقط والبوم، أي لا يوجد أعداء طبيعيون. من غير المرجح أن يتجاوز الفأر سن الأعوام الثلاثة، لذا فإن الجينات التي تتلف أجساد الفئران عند سن الرابعة لا تقع تحت أي ضغوط انتخابية للفناء. أما طيور النوء فمن المرجح أن تظل قادرة على التكاثر في سن العشرين، لذا فإن الجينات التي تتلف أجساد الطيور البالغ عمرها عشرين عامًا تتعرض للاستئصال بلا هوادة.

إن النظرية التطورية للشيخوخة تفسر الأمر عبر كل الأنواع تفسيرًا مُرضيًا، فهي تفسر لماذا تميل الأنواع التي تشيخ ببطء لأن تكون أكبر حجمًا (الفيلة)، أو محمية جيدًا (السلاحف والشيهم القارض) أو غير معرضة بصفة عامة لهجوم الأعداء الطبيعيين (الخفافيش والطيور). وفي كل حالة بسبب انخفاض معدل الوفيات الناجمة عن الحوادث أو الافتراس، يكون الضغط الانتخابي قويًّا لمصلحة نسخ الجينات التي تطيل أمد التمتع بالصحة إلى فترات متأخرة من الحياة.

بطبيعة الحال، ظل البشر ملايين عديدة من السنين ذوي حجم كبير ومحميين من قبل الأسلحة (حتى قرود الشمبانزي يمكنها طرد الفهود باستخدام العصي) ولهم أعداء مفترسون طبيعيون قليلون. لهذا السبب نشيخ ببطء، وربما كان هذا البطء يتزايد على مر العصور. إن معدل وفيات الأطفال لدى البشر في حياة البرية الطبيعية — البالغ خمسين بالمائة قبل سن الخامسة — سيعد مرتفعًا ارتفاعًا صادمًا وفق معاييرنا الغربية الحديثة، لكنه في حقيقة الأمر منخفض وفق معدلات الحيوانات الأخرى. إن أسلافنا في العصر الحجري كانوا يبدءون التناسل في حوالي سن العشرين، ويستمرون حتى الخامسة والثلاثين، ثم يقضون عشرين عامًا تقريبًا في الاعتناء بأبنائهم، لذا بحلول الخامسة والخمسين يمكنهم الموت دون أن يؤذي ذلك نجاحهم التناسلي. لا عجب إذن أن أغلبنا بين سن الخامسة والخمسين والخامسة والسبعين يبدءون في اكتساب الشعر الأبيض ويصيبهم التصلب والوهن وصعوبة التحرك والصمم. إن جميع أجهزتنا تبدأ في التداعي دفعة واحدة، مثل تلك القصة القديمة لشركة تصنيع السيارات في ديترويت التي عينت شخصًا مهمته تفقد ساحة تكسير السيارات بحثًا عن الأجزاء التي لم تُدمر، حتى يمكن تصنيع هذه الأجزاء في المستقبل وفق معايير جودة أدنى. لقد صمم الانتخاب الطبيعي كل أجزاء أجسامنا كي تستمر فترة تكفينا لإيصال أطفالنا إلى مرحلة الاعتماد على أنفسهم، لا أكثر.

ليس من قبيل المصادفة إذن أن تكون سلالات الخلايا الخالدة التي يستخدمها العلماء في مختبراتهم آتية من مرضى السرطان. نشأت أشهر هذه الخلايا، سلسلة هيلا، في الأساس من سرطان عنق الرحم لمريضة اسمها هنرييتا لاكس، وهي امرأة سوداء توفيت في بالتيمور عام ١٩٥١. كانت الخلايا السرطانية الخاصة بها قابلة للتكاثر تكاثرًا جامحًا حين استُنبتت في المعمل، حتى إنها غالبًا تغزو العينات المعملية الأخرى وتستولي على أطباق الاستنبات. بل إنها وصلت على نحو ما إلى روسيا عام ١٩٧٢ حيث خدعت العلماء فظنوا أنهم وجدوا فيروسات سرطانية جديدة. استُخدمت خلايا هيلا لتطوير لقاحات لشلل الأطفال، وأرسلت أيضًا إلى الفضاء. وعلى مستوى العالم تزن هذه الخلايا أكثر من ٤٠٠ ضعف وزن جسد هنرييتا نفسه. إنها خالدة على نحو لا يصدق. ومع هذا لم يفكر أحد، في أي وقت، في أن يطلب إذن هنرييتا لاكس أو إذن عائلتها، الذين تضرروا بشدة حين علموا بموضوع انتشار خلاياها. وكتقدير متأخر ﻟ «بطلة العلم» هذه تعتبر مدينة أطلانطا يوم الحادي عشر من أكتوبر (تشرين الأول) «يوم هنرييتا لاكس».

يحتاج السرطان تيلوميريزًا نشطًا؛ إذ ينتعش الورم السرطاني بفعل إكسير الشباب والخلود البيوكيميائي هذا، ومع هذا فالسرطان مرض ملازم للشيخوخة، فمعدلات الإصابة بالسرطان تزيد زيادة ثابتة مع التقدم في العمر، حتى وإن كان هذا أسرع في بعض الأنواع منه في غيره، لكن الثابت أنه لا يوجد كائن على ظهر هذا الكوكب تقل احتمالات إصابته بالسرطان مع التقدم في العمر. إن العامل الأساسي للسرطان هو العمر. أما العوامل البيئية، مثل تدخين السجائر، فتؤثر تأثيرًا جزئيًّا عن طريق تسريع الإصابة بالشيخوخة؛ إذ إنها تتلف الرئتين، ومن ثم تحتاجان عملية إصلاح، والإصلاح يستهلك القسيمات الطرفية، مما يجعل الخلايا «أكبر عمرًا» من حالها دون تدخين، من منظور قسيماتها الطرفية. إن أكثر الأنسجة عرضة للإصابة بالسرطان هي الأنسجة التي يحدث بها انقسامات خلوية أكثر خلال الحياة سواء من أجل عملية الإصلاح أو لغيرها من الأسباب، وهي خلايا الجلد والخصيتين والثدي والقولون والمعدة وخلايا الدم البيضاء.

وهكذا يظهر لدينا مفارقة واضحة. فالقسيمات المُقَصَّرة تعني خطر إصابة أعلى بالسرطان، ولكن التيلوميريز — الذي يجعل القسيمات طويلة — هو نفسه ضروري لتكوُّن الأورام السرطانية. يكمن حل هذه المفارقة في حقيقة أن تنشيط التيلوميريز هو أحد الطفرات الرئيسية التي يجب أن تقع عند تحول الورم إلى ورم خبيث. يبدو واضحًا الآن لماذا تسبب استنساخ شركة جيرن لجين التيلوميريز في ارتفاع أسهمها بسرعة الصاروخ أملًا في الوصول إلى علاج عام للسرطان. إن هزيمة التيلوميريز تعني الحكم على الأورام السرطانية بأن تعاني الشيخوخة المتسارعة هي الأخرى.