بدأ العلماء في عصرنا الحديث بفهم آليات العمل الجزيئية للخلايا في حالاتها المرضية بشكل أعمق، وذلك من خلال الاكتشافات العلمية العديدة في علوم الجينوميات والبروتيوميات في ظل الازدياد الهائل في القدرات الحاسوبية. ونحن الآن، لدينا قدرة على استعمال المعلومات الجديدة المتوفرة لدينا في تطوير أدوية حديثة وفعالة. حيث إنه في العام  1900 شكلت ثلاثة أمراض وهي ذات الرئة والسل والإسهال السبب في أكثر من ثلث الوفيات في الولايات المتحدة. ومن هذه الأمراض بقيت ذات الرئة فقط على لائحة العشر أسباب الأكثر شيوعا للوفاة. كان معدل العمر المتوقع للفرد 50 سنة في عام 1900 بينما أصبح77 سنة في عام 2000 ويعود الفضل في هذا الانجاز إلى ارتفاع معدلات العناية بالنظافة وأيضا إلى توفر الأدوية التي تسيطر على الإنتانات وارتفاع الضغط الشرياني وارتفاع شحوم الدم، وإلى حد ما، مرض السرطان.

تعود أول السجلات المحفوظة تاريخيا عن استخدام العلاج الطبي على الأرجح إلى أوراق بردي إيبرس ذائعة الصيت. وهي لفائف عددها  110 بطول 20 متر تمت تسميتها تيمنا بعالم المصريات الألماني جيورج إيبرس الذي قام باقتنائها عام 1872. يصف هذا المستند ذو القيمة العالية مئات العلاجات الموصوفة لكثير من الأمراض التي رقت مضاجع المصريين القدماء في الفترة التي تعود إلى 1500 ق.م.

كانت هذه الخلطات العلاجية تحضر من خلال مزج العديد من الأعشاب والشجيرات والأوراق والمعادن والمواد المستحصلة من الحيوانات وما إلى ذلك. وقد كان لهذه الوصفات تأثيرا بالغا على الأجيال اللاحقة حيث أصبحت المعلومات الخاصة بالمستحضرات العشبية أكثر تنظيما وهذا ما تؤكده المعلومات التي وردتنا من الحضارات الإغريقية والرومانية والهندية بالإضافة إلى الطب الصيني التقليدي. 

يبدي تاريخ اكتشاف الأدوية في رحاب مصانع الأدوية والمؤسسات الأكاديمية خلال الخمسين سنة الماضية سيرا متقدما باضطراد في عمليات الاكتشاف تلك بعد طرح الأدوية “المعجزة” كالبنسلين للاستعمال العام بعد الحرب العالمية الثانية. وشهد نفس العقد الزمني ارتفاعا في تعداد منتجات الكيمياء العضوية التصنيعية، حيث تطورت الأمور إلى حد أمكن فيه التصنيع واسع النطاق للأدوية (الصنعية) أو المركبات المرشحة لتكون أدوية بشكل مجد اقتصاديا. ولقد لعب تطوير المواد العلاجية المرتكزة إلى الجزيئات الصغيرة دورا رئيسيا في الممارسة الطبية للعلاج والوقاية من الأمراض المختلفة لسنوات طويلة. وفي الواقع يعود استخدام الخلاصات الطبيعية في الممارسة الطبية إلى آلاف السنين بينما في الخمسين سنة الماضية فقط أصبح البحث عن أدوية جديدة أمرا يتبع المنهج العلمي الحديث.

لقد تم عزل حمض الصفصاف –وهو طليعة للأسبرين  – في العام  1874 من قشرة جذوع الصفصاف، بينما تم عزل مسكنات الألم الأكثر قوة مثل المورفين والكودئين من نبات الخشخاش. كما تم عزل الدواء المضاد للملاريا “الكينين” من لحاء شجر الكينا. كما تم تزويد نبات كف الثعلب القرمزي بمادة الديجتاليس التي تستخدم لعلاج أمراض القلب، وهناك العديد من الأمثلة الأخرى. وبالرغم من أن أول دواء تركيبي (الأسبرين) صنع في النصف الأخير من القرن التاسع عشر، لكن لم يتم الاعتراف به كمسكن عام للألم إلا في أوائل القرن العشرين وهذا ما مهد الطريق ليبدأ عهد اصطناع المواد العلاجية.

ساعدت اللقاحات خلال الخمسين سنة الماضية في إنقاذ الكثير من الأرواح حول العالم بمعدل يفوق أي إجراء طبي أو دوائي آخر. ويعود بنا التاريخ، بما يتعلق بالتلقيح، إلى عصر الإغريق حيث لاحظ ثيوسيديدس في العام 429 ق.م أن الناجين من داء الجدري بعد الإصابة به لا يمكن أن يصابوا بالداء مرة ثانية. وقد كانت الصين من أوائل البلدان التي استعملت نوعا من التلقيح يدعى بالتجدير في العام 900 م، وفيه يتم تعريض الأشخاص الأصحاء لقطع نسيجية ناتجة من آفة الجدري وذلك بوضعها تحت الجلد أو بسحقها وتنشق المسحوق عبر الأنف بغرض منع حدوث داء الجدري لاحقا. وفي العام 1796 اكتشف العالم إدوارد جنر التلقيح بشكله العصري. بينما قام لويس باستور بتحسين اللقاحات وطور لقاحا آخر ضد داء الكلب في ثمانينيات القرن التاسع عشر. 

في عام 1890 تلقى العالم الألماني إيميل فون بيرنغ أول جائزة لنوبل في علم الفزيولوجيا أو الطب بفضل اكتشافه لقاح الخناق والكزاز. واكتشف شيباسابورو كيتاساتو مضادات الذيفان لكل من الخناق والكزاز وفي عام 2008 تلقى البروفيسور هارالد سور هاوسن – وهو العالم الذي كشف العلاقة السببية بين مجموعة من الفيروسات تسمى فيروسات الورم الحليمي البشرية والإصابة بسرطان عنق الرحم– جائزة نوبل. وبفضل هذا الاكتشاف أصبح بإمكان العلماء  تطوير لقاح ضد فيروسات الورم الحليمي البشرية للوقاية من سرطان عنق الرحم.

تجدد الاهتمام بموضوع البحث والتطوير المتعلق باللقاحات لأن السلطات الصحية أصبحت تعي بشكل متزايد أهمية عملية التلقيح وفوائده وجدواه الاقتصادية. حيث أن هذه الجهود قد أنقذت الكثير من البشر وقلصت من المعاناة والكلفة الاقتصادية للرعاية الصحية مما حسن من نوعية حياة البشر والمجتمعات حول العالم. وقد أسهمت العديد من العوامل في حشد تلك الجهود بما في ذلك الافتقار إلى اللقاحات ضد العديد من الأمراض الخمجية الرئيسية (مثل الملاريا والتهاب الكبد سي ومتلازمة عوز المناعة المكتسبة، الإيدز) والحاجة إلى بدائل جدية لاستخدام الصادات الحيوية في الصراع ضد الإنتانات بالإضافة إلى المخاوف من الأمراض الإنتانية الجديدة التي قد تشكل تهديدات وبائية كبيرة كما هو الحال بالنسبة للإنفلونزا والإرهاب الحيوي. 

يقع تطوير لقاح آمن وفعال للوقاية ضد فيروس عوز المناعة البشري (الايدز) ومتلازمة عوز المناعة المكتسبة على أعلى سلم الأولويات للمعهد الوطني للحساسية والأمراض الإنتانية، وهو أحد فروع لمركز الوطني للصحة (NIH). وقد تمت تجربة العديد من لقاحات فيروس عوز المناعة البشري الوقائية في تجارب سريرية على البشر، حيث اكتملت تجربة ثلاثة لقاحات ضد فيروس عوز المناعة البشري على نطاق واسع، لم ينتج عن اثنين منها أي دليل على الفاعلية على الرغم من كونها قد أحدثت استجابة مناعية لدى العديد من المشاركين في التجارب السريرية.

مؤخرا تم تجربة مجموعة من المستحضرات في تايلاند للمرة الثالثة وأظهر ذلك فعالية ذات مستوى متواضع في الوقاية من الانتان بفيروس عوز المناعة البشري. وكانت نتائج هذه الدراسة الأخيرة دافعا مهما في سياق إيجاد لقاح ضد فيروس عوز المناعة البشري لأنها بينت أهمية التجارب البحثية المخطط لها بدقة. من التطورات الأخرى نذكر اللقاح المضاعف المستند إلى الوقس والمضاد لداء الجدري والجمرة الخبيثة، ولقاحات DNA الموجهة ضد الأمراض الطفيلية ولقاحات الأمراض المدارية ولقاح الملاريا واللقاح المتقارن ضد المجموعة ب للمكورات العقدية واللقاحات الحديثة ضد مرض السل واللقاحات المستحصلة من النبات والأنظمة الجديدة الملحقة.

يقوم العلاج الموجه بإيقاف نمو خلايا السرطان من خلال التأثير على جزيئات بعينها تستخدمها الخلية السرطانية خلال عملية التسرطن، وهي استراتيجية تختلف عن العلاج الكيميائي التقليدي الذي يعمل ببساطة على كل الخلايا المنقسمة بسرعة. هذا ولا يعتبر العلاج الإشعاعي علاجا استهدافيا على الرغم من كونه يوجه بشكل مركز على مكان وجود الورم. ومن المتوقع بشكل عام أن تكون العلاجات الاستهدافية لمرض السرطان أكثر فعالية من العلاجات الحالية وأقل ضررا على الخلايا الطبيعية. وتوجد حاليا علاجات استهدافية لسرطان الثدي والورم النقوي المتعدد والورم اللمفي وسرطان البروستات والميلانوم والعديد من أنواع السرطان الأخرى.

 

تمثلت التجارب الحاسمة التي أثبتت أنه بإمكان العلاجات الاستهدافية عكس النمط الظاهري الورمي، كتلك التي استهدف فيها مارك غرين عام(1985) الخلايا التي تمت استحالتها بمورثة(Her2/neu) بالأضداد وحيدة النسيلة في الأحياء وفي الزجاج. تؤثر العلاجات الاستهدافية للسرطان على عملية الانقسام الخلوي الورمي (التكاثر الخلوي) والانتشار السرطاني بعدة آليات. يتمحور عمل العديد من هذه العلاجات على البروتينات التي تلعب دورا في مسالك الإشارة الخلوية، وتشكل هذه الأخيرة نظام اتصالات معقد يحكم العديد من الوظائف والفعاليات الخلوية مثل الانقسام الخلوي والحركة الخلوية والاستجابة الخلوية الانتقائية للمحفزات الخارجية والموت الخلوي.  حيث إنه من خلال حصر الإشارات التي تجعل الخلية تنمو وتنقسم بشكل خارج عن السيطرة، يمكن للعلاجات الاستهدافية أن توقف تقدم الورم السرطاني وتمهد لبدء حدوث الموت الخلوي المبرمج في الورم.

 

ويمكن لعلاجات استهدافية اخرى أن تسبب الموت الخلوي بشكل مباشر من خلال تحريض حدوث الموت الخلوي المبرمج أو بشكل غير مباشر من خلال حث الجهاز المناعي ليتعرف على الخلايا الورمية ويدمرها أو من خلال توصيل مواد سامة مباشرة للخلايا السرطانية.

 

وهكذا يتطلب تطوير العلاجات الاستهدافية التعرف على الأهداف المناسبة، وهي الأهداف التي يعرف عنها القيام بأدوار رئيسية في نمو الخلية السرطانية وبقائها. فعلى سبيل المثال يتسبب الكثير من حالات ابيضاض الدم النقوي المزمن عن تشكل مورثة تسمى(BCR-ABL). حيث تتجمع هذه التسلسلات المورثية عندما تتكسر قطع من الصبغي9 والصبغي22 وتتبادلان المواقع، حيث أن أحد تلك الصبغيات المتحولة تحوي جزءا من المورثة (ABL) من الصبغي 9 وقد التحمت مع جزء من المورثة(BCR)المتأتية من الصبغي22.

 

ومن الجدير ذكره أن البروتين الذي تشفره المورثة (ABL) بشكل طبيعي هو بروتين إشارة خلوية يلعب دورا مهما في السيطرة على التكاثر الخلوي وفي حالته الطبيعية يحتاج ليتآثر مع جزيئات إشارة خلوية أخرى ليصبح فاعلا. أما عند وجود الالتحام (BCR-ABL) فالبروتين (ABL) الناتج يتمتع بالتفعيل الذاتي المستمر.

 

 تسبب هذه الفعالية المستمرة تكاثرا منفلتا عن كل سيطرة لخلايا ابيضاض الدم النقوي المزمن وبذا تشكل(BCR-ABL) هدفا مناسبا للعلاجات الاستهدافية.

بدأ العلاج الخلوي في أوائل القرن التاسع عشر على يد الدكتور تشارلز إدوارد براون سيكوارد (1817-1894) الذي قام باستخدام حقن من خلاصات خصى الحيوانات في محاولة لإيقاف آثار التقدم بالعمر. وفيما بعد مارس بول نيهانس عام (1882-1971) العلاج الخلوي باستعمال خلايا جنين العجل في سويسرا.  في البداية كان مصطلح العلاج الخلوي مرادفا لعمليات نقل الدم وزراعة نقي العظم وزراعة الأعضاء وبنوك الأنسجة والإخصاب المساعد في الزجاج. وتطور العلاج الحديث المرتكز إلى الخلايا بدءا من أول عملية نقل دم بين البشر على يد جيمس بلنديل (في مستشفى غاي بلندن – المملكة المتحدة) وانتهاء بالعلاجات الخلوية المتقدمة الحديثة. ارتكزت هذه الرحلة التي دامت زهاء 200 عام بادئ ذي بدء على التجربة والخطأ ومن ثم تبنت المنهج العلمي في العصر الحديث، وأصبح الآن نتاجها التراكمي مهماً بما فيه الكفاية لتصبح قطاعا فريدا بذاته.   استمد العلاج الخلوي الحديث أساساته العلمية بشكل رئيسي من عمليات زرع نقي العظم، حيث جاء الكشف العلمي الكبير بفضل التجارب التي قام بها البرفيسور جان دوسيه عام1952 والتي أدت إلى التعرف على أول أنواع مستضدات كريات الدم البيضاء البشرية الموجودة على سطح الخلايا. حيث يتعرف الجسم على خلاياه من خلال مستضدات كريات الدم البيضاء البشرية، وفي حال لم يتعرف الجسم على تلك المستضدات الخلوية تتحرض استجابة مناعية ضد الخلايا الغيرية. وقد أدى فهمنا لهذه العملية إلى فتح الباب أمام عمليات زرع نقي العظام الخيفية. واعترافا باكتشافاته غير المسبوقة تلك، تلقى د. دوسيه جائزة نوبل للفزيولوجيا أو الطب لعام1980 حيث أدت اكتشافاته في أواخر الخمسينات إلى أول عملية زرع ناجحة للخلايا بين مريضين هما توأم حقيقي. أجري الزرع ذاك من قبل د. إي دونال توماس الذي تلقى بدوره جائزة نوبل للفزيولوجيا أو  لطب لعام 1990.

 

وتم تحقيق العديد من المحطات المهمة في عمليات زرع الخلايا في العام1968 في مينيسوتا حيث جرت أول عملية ناجحة للزرع الخلوي بين اشخاص ليسوا توائم (النوع الخيفي). ومن ثم تمت زراعة نقي العظم بين غير الأقرباء في العام 1973 ، عندما تلقى صبي مصاب بمرض عوز المناعة المورثي عدة زراعات موائمة من نقي العظم أتت من بنك دم في الدنمارك.  كما تمت زراعة خلايا جذعية من دم الحبل السري بنجاح في عام  1988 في باريس، حيث استعملت للمرة الأولى لتوليد الخلايا الدموية والمناعية في طفل بعمر 6 سنوات يعاني من فقر الدم “فانكوني”. وفي عام 1997 تمت زراعة خلايا من دم الحبل السري بنجاح في شخص بالغ يعاني من ابيضاض الدم النقوي المزمن وذلك بعد تكثير هذه الخلايا خارج الجسم. وقد حدثت قفزة علمية أخرى في 1998 عندما طور جيمس تومسن من جامعة ويسكونسن (ماديسن) أول خطوط خلوية لخلايا جذعية جنينية. حيث إن قدرتنا على توليد أنماط خلوية متعددة بدءا من سليفة خلوية عامة تحت شروط محددة وازدياد فهمنا لكيفية تنمية الخلايا خارج الجسم عززا من البحوث الأساسية في مجال الزرع الخلوي وتطوير منتجات خلوية يمكن استعمالها في مجال الطب التجديدي. فقد كان الهدف من هذه الإجراءات في البداية استبدال الخلايا المتأذية بخلايا تمت تنميتها خارج الجسم، ومن ثم تطورت هذه الإجراءات لتصل إلى استخدام الخلايا كمصانع لإفراز العوامل التي يمكنها أن تخفف أو تغير مسار الأمراض المختلفة.

 

من ناحية أخرى عانى قطاع استخدام الخلايا الجنينية لأغراض بحثية من عراقيل عدة لدواعي أخلاقية، ولكن شهد العام 2006 فتحا علميا على يد الفريق البحثي الذي يقوده شينيا ياماناكا في اليابان والذي قام بتوليد خلايا جذعية محرضة متعددة القدرات من الأرومات الليفية الفأرية وفي تشرين الثاني عام 2007، تم إعلان نجاح توليد خلايا جذعية محرضة متعددة القدرات بدءا من خلايا بشرية بالغة من قبل جيمس تومسن في جامعة ويسكونسن (ماديسن) وشينيا ياماناكا وفريقه. لقد شكل هذا الكشف العلمي حافز للبحوث الجديدة في مجال الطب التجديدي والإجراءات التشخيصية المرتكزة إلى العلاجات الخلوية. وفي الأعوام العشرين الماضية تم التعرف على الكثير من الخلايا الجذعية والخلايا البالغة المشتقة من عدة أنسجة مثل الدم ونقي العظم والعضلات والدماغ والشعر والجلد ...إلخ، كما تم إجراء زراعة هذه الخلايا في المزارع الخلوية ومن ثم اختبارها في الحيوانات وفي المستشفيات على عدد واسع من الأمراض.