به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تشکیل بلاستما فرآیندی حیاتی است که منبع سلولی را برای بازسازی بافت‌ها و اندام‌ها فراهم می‌کند .گونه چتر دریایی کلادونما که تقریباً به اندازه یک ناخن کوچک است، می‌تواند شاخک قطع شده را در دو تا سه روز بازسازی کند – اما چگونه؟ بازسازی بافت عملکردی در میان گونه‌ها، از جمله سمندرها و حشرات، بر توانایی تشکیل بلاستما تکیه دارد، توده‌ای از سلول‌های تمایز نیافته که می‌توانند آسیب را ترمیم کنند و در زائده آسیب دیده و از بین رفته رشد کنند. چتر دریایی، همراه با سایر جانوران مانند مرجان‌ها و شقایق‌های دریایی، توانایی‌های باززایی بالایی از خود نشان می‌دهند، اما نحوه تشکیل بلاستما بحرانی تاکنون یک راز باقی مانده است. یک تیم تحقیقاتی مستقر در ژاپن نشان داده است که سلول‌های تکثیری مانند بنیادی - که به طور فعال در حال رشد و تقسیم هستند اما هنوز به انواع سلول‌های خاصی تمایز نمی‌یابند - در محل آسیب ظاهر می‌شوند و به شکل‌گیری بلاستما کمک می‌کنند. این یافته‌ها در PLOS Biology منتشر شده است.

فرایند ترمیم یا بازسازی

فرایند ترمیم یا بازسازی، پدیده تشکیل مجدد اعضای از دست رفته بدن، در بین متازوئرها گسترده است. فرآیندهای بازسازی کننده رایج شامل بسته شدن زخم بلافاصله پس از آسیب است. ولی تشکیل منبع سلولی یا بلاستما که بافت از دست رفته را بازسازی می‌کند و رشد مجدد بافتی که رفتارهای سلولی مختلف مانند تکثیر و تمایز را یکپارچه می‌کند هنوز مشخص نیست. در میان این پاسخ‌های احیاکننده، تشکیل بلاستما یک مرحله حیاتی است که می‌تواند سیستم‌های احیاکننده و غیر احیاکننده را تشخیص دهد. در واقع، اکثر گونه‌های پستانداران و پرندگان هنگام آسیب، بلاستما را تشکیل نمی‌دهند، در حالی که بسته شدن زخم به طور معمول رخ می‌دهد. بنابراین، درک مکانیسم‌های تشکیل بلاستما در حیوانات بسیار احیاکننده ممکن است به ما کمک کند تا عناصر لازم برای بهبود بالقوه توانایی‌های احیاکننده خود را شناسایی کنیم.

معرفی توده سلولی بلاستما

بلاستما را می‌توان به عنوان یک توده سلولی تمایز نیافته تعریف کرد که حاوی سلول‌هایی با ظرفیت میتوزی است و پس از آسیب‌هایی مانند قطع عضو ظاهر می‌شود. شواهد انباشته حاکی از آن است که روش‌های تشکیل بلاستما در میان حیوانات با توانایی‌های بازسازی بالا متفاوت است. به عنوان مثال، در پلاناریاها، سلول‌های بنیادی پرتوانی به نام نئوبلاست‌ها که در سراسر بدن توزیع شده اند، برای تولید بلاستما به محل آسیب وارد می‌شوند. سمندرها می‌توانند اندام‌های بالغ را پس از قطع عضو از طریق تشکیل بلاستما بازسازی کنند، اما مکانیسم‌های سلولی زیربنایی در بین گونه‌ها متفاوت است: در اکسولوتل، سلول‌های بنیادی بافت خاص به بلاستما کمک می‌کنند، در حالی که در نیوت، فیبرهای عضلانی به سلول‌های پیش ساز تکثیر شونده تمایز زدایی می‌کنند تا مانند بلاستما رفتار کنند. در طول بازسازی باله دمی گورخرماهی، هم سلول‌های تمایز زدایی شده مشتق از استئوبلاست و هم سلول‌های پیش ساز ساکن به محل زخم مهاجرت می‌کنند تا بلاستما را تشکیل دهند. این مطالعات از این ایده حمایت می‌کند که عرضه بلاستما در سراسر قلمرو حیوانات متنوع شده است، اعضای آن از سلول‌های بنیادی/پیش‌ساز ساکن و/یا سلول‌های تکثیری de novo ویژه تعمیر برای بازسازی قسمت‌های از دست رفته بدن استفاده می‌کنند. در حالی که مکانیسم‌های تشکیل بلاستما به طور گسترده در تعداد محدودی از حیوانات احیاکننده مورد مطالعه قرار گرفته است، اطلاعات کمی در مورد ویژگی‌های تکاملی آنها وجود دارد: کدام عناصر به‌عنوان نوآوری‌های خاص دودمان به‌دست می‌آیند و کدام‌ها به طور گسترده در گونه‌های بسیار احیاکننده حفظ می‌شوند؟ به طور خاص، درک کنونی از تشکیل بلاستما تا حد زیادی به مدل‌های دوجانبه متکی است، و بنابراین مکانیسم‌های تشکیل بلاستما در خارج از دوجانبه به خوبی شناخته نشده است.

شناسایی سلول‌های بنیادی در بلاستما

یوئیچیرو ناکاجیما، نویسنده مقاله، مدرس دانشکده علوم دارویی دانشگاه توکیو، گفت: مهم این است که این سلول‌های تکثیری بنیادی در بلاستما با سلول‌های بنیادی ساکن در شاخک متفاوت هستند. سلول‌های تکثیری مخصوص تعمیر عمدتاً به اپیتلیوم - لایه بیرونی نازک - شاخک تازه تشکیل شده کمک می‌کنند. به گفته ناکاجیما، سلول‌های بنیادی ساکن که در شاخک و نزدیک آن وجود دارند، مسئول تولید تمام دودمان‌های سلولی در طول هموستاز و بازسازی هستند، به این معنی که سلول‌های مورد نیاز را در طول زندگی چتر دریایی حفظ و ترمیم می‌کنند. سلول‌های تکثیری مخصوص ترمیم فقط در زمان آسیب ظاهر می‌شوند. ناکاجیما با اشاره به اینکه چتر دریایی از شاخک‌های خود برای شکار و تغذیه استفاده می‌کنند، گفت: "سلول‌های بنیادی ساکن و سلول‌های تکثیری مخصوص ترمیم با هم، امکان بازسازی سریع شاخک‌های عملکردی را در عرض چند روز فراهم می‌کنند. به گفته نویسنده اول سوسوکه فوجیتا، محقق فوق دکترا در همان آزمایشگاه ناکاجیما در دانشکده علوم دارویی، این یافته در درک محققان برای دانستن چگونگی تشکیل بلاستما در بین گروه‌های مختلف حیوانی متفاوت بسیار کمک کننده است.

مکانیسم تشکیل بلاستما

"در این مطالعه، هدف ما پرداختن به مکانیسم تشکیل بلاستما، با استفاده از شاخک چتر دریایی Cnidarian Cladonema به عنوان یک مدل احیا کننده در غیر دولایه‌ها، یا حیواناتی بود که در طول رشد جنینی به صورت دو طرفه یا چپ به راست تشکیل نمی‌شوند." فوجیتا گفت و توضیح داد که این کار ممکن است بینشی از دیدگاه تکاملی ارائه دهد. به عنوان مثال، سمندرها حیواناتی دو طرفه هستند که قادر به بازسازی اندام هستند. اندام‌های آن‌ها حاوی سلول‌های بنیادی محدود به نیازهای نوع سلولی خاص است، فرآیندی که به نظر می‌رسد مشابه سلول‌های تکثیری مخصوص تعمیر مشاهده‌شده در چتر دریایی عمل می‌کند. در 72 ساعت پس از قطع عضو، شاخک در حال بازسازی کلادونما کاملاً کار می‌کند.  فوجیتا گفت: "با توجه به اینکه سلول‌های تکثیری مخصوص ترمیم مشابه سلول‌های بنیادی محدود شده در اندام سمندر دو طرفه هستند، می‌توانیم حدس بزنیم که تشکیل بلاستما توسط سلول‌های تکثیری مخصوص ترمیم یک ویژگی مشترک است که به طور مستقل برای بازسازی اندام‌های پیچیده و زائده‌ها در طول تکامل حیوانات به دست می‌آید."  ولی هنوز منشأ سلولی سلول‌های تکثیری مخصوص ترمیم مشاهده شده در بلاستما نامشخص است، اما محققان می‌گویند که ابزارهای موجود برای بررسی منشاء سلول‌ها یا شناسایی دیگر سلول‌ها بسیار محدود هستند.

ضرورت ابزارهای ژنتیکی برای ردیابی دودمان سلولی

ناکاجیما گفت: «معرفی ابزارهای ژنتیکی که اجازه ردیابی دودمان سلولی خاص و دستکاری در کلادونما را می‌دهد ضروری است. در نهایت، درک مکانیسم‌های تشکیل بلاستما در حیوانات احیاکننده، از جمله چتر دریایی، ممکن است به ما کمک کند تا اجزای سلولی و مولکولی را شناسایی کنیم که توانایی‌های بازسازی خود را بهبود می‌بخشند.

پایان مطلب/.