به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، سندرم هیالین فیبروماتوز یکی از اختلالات ژنتیکی نادر کودکی است که به‌خاطر جهش در ژنی به نام CMG2 ایجاد می‌شود. در شکل شدید این بیماری، کودکان معمولاً قبل از ۱۸ ماهگی دچار مشکلات جدی مانند اسهال شدید، ضعف شدید تغذیه‌ای، دردهای متعدد مفصلی و توده‌های پوستی می‌شوند. یکی از بزرگترین چالش‌ها در پزشکی این است که در این بیماران، با وجود مشکلات بالینی شدید روده‌ای، در میکروسکوپ بافت روده بسیار طبیعی دیده می‌شود؛ این بدان معناست که ساختار عمومی روده از نظر ظاهری سالم به نظر می‌رسد، بدون زخم‌های وسیع، نکروز یا تغییرات ضخیم‌شدگی عمیق. این تضاد بین ظاهر طبیعی بافت و علائم بالینی نشان می‌داد که مشکلی زیرپوستی وجود دارد که به ترمیم و بازسازی سلولی مربوط است و نه به ساختار پایه‌ای. تا پیش از مطالعه اخیر، دانسته نشده بود که ژن CMG2 دقیقاً چگونه با این فرآیند بازسازی ارتباط دارد. آیا CMG2 در شرایط عادی نقش مشخصی دارد یا فقط در هنگام آسیب فعال می‌شود؟ آیا فقدان آن بر مرحله جنینی شدن طبیعی سلول‌ها اثر می‌گذارد یا بر بازگشت به حالت سلول بنیادی بالغ؟ این سؤالات مبهم باقی مانده بود.

فرایند ترمیم اپیتلیوم روده

ترمیم اپیتلیوم روده پس از آسیب یکی از فرآیندهای بنیادین در حفظ سلامت دستگاه گوارش است. اپیتلیوم روده فعالیت‌های متعددی دارد: جذب مواد مغذی، محافظت در برابر میکروب‌ها، ترشح مخاط و آنزیم، و حفظ تعادل سلولی. آسیب اپیتلیالی با التهاب، نوسانات در میکروبیوم، مصرف داروها یا سم‌ها، یا عوامل فیزیکی مثل تشعشع می‌تواند رخ دهد. توانایی بازسازی سریع اپیتلیوم توسط سلول‌های بنیادی کلیدی است. این سلول‌ها در قاعده کریپت‌ها واقع‌اند و وقتی نیاز باشد، تقسیم شده و سلول‌های تازه برای پوشش سطح داخلی روده تولید می‌کنند. وقتی آسیب زیاد باشد، برخی سلول‌ها می‌توانند وارد وضعیت جنینی/شبه‌جنینی شوند؛ وضعیتی که در آن الگوهای بیان ژن شبیه حالت جنینی است؛ مثلاً ژن‌هایی که در دوران تشکیل اولیه روده فعال بوده‌اند مجدداً روشن می‌شوند. پس از آن باید مسیر تمایز یا بازگشت به سلول بنیادی بالغ فعال شود، مثلاً با بیان Lgr5 و فعال شدن مسیر Wnt، که نقش مهمی در تثبیت هویت سلول بنیادی دارد. فعال شدن β‑کاتنین و انتقال آن به هسته سلول برای آغاز بیان ژن‌های هدف ضروری است.

شیوه مطالعاتی

مدل حیوانی انتخاب شده موش‌هایی هستند که ژن CMG2 در آن‌ها کاملاً حذف شده است .این موش‌ها برای آزمون نقش CMG2 در شرایط مختلف استفاده شده‌اند. ابتدا این موش‌ها در شرایط عادی نگهداری شده‌اند تا مشاهده شود آیا کمبودی در ظاهر بافت روده، التهاب پایه‌ای، یا سایر نشانه‌های غیرعادی وجود دارد یا خیر. آسیب روده‌ای با استفاده از یک عامل شیمیایی ایجاد شده است که کولیت را شبیه‌سازی می‌کند. بعد از القای کولیت، موش‌ها تحت نظارت قرار گرفته‌اند تا میزان التهاب، آسیب بافتی، تغییرات در ساختار اپیتلیوم و وزن حیوان اندازه‌گیری شود. مقایسه بین موش‌های عادی و موش‌های knockout انجام شده است. در هر دو گروه، پس از آسیب، بهبودی طبیعی یا ترمیم بررسی شده است. عامل مضر حذف می‌شود و دورهٔ بهبودی آغاز می‌گردد. در این دوره، شاخص‌هایی مانند وزن بدن، بازگشت ساختار اپیتلیال، کاهش التهاب، و فعالیت سلول بنیادی مورد بررسی قرار گرفت. به‌طور مولکولی، سه مرحله مورد توجه بوده است: مرحله ابتدایی تغییر سلول‌ها به حالت جنینی/شبه‌جنینی، مرحله تبدیل به سلول بنیادی بالغ (که با ژن Lgr5 مشخص می‌شود) و مرحله فعال‌سازی مسیر Wnt و انتقال β‑کاتنین به هسته. بررسی شده است که آیا این مراحل در موش‌های knockout مختل‌اند یا نه. نمونه‌برداری در زمان‌های مختلف پس از آسیب انجام شده‌اند تا روند بازسازی را بتوان پی‌گیری کرد؛ همچنین از رنگ‌آمیزی‌های بافت‌شناختی، بررسی‌های میکروسکوپی، آزمایش‌های مولکولی روی بیان ژن‌ها و پروتئین‌ها، و ارزیابی فیزیولوژیکی مانند وزن حیوان استفاده شده است.

نتایج و دستاوردها

در شرایط عادی، موش‌هایی که ژن CMG2 را ندارند، ظاهری بسیار طبیعی از روده نشان می‌دهند. هیچ التهاب مزمن قابل ملاحظه، هیچ نقص ساختاری عمده یا کاهش سلول بنیادی پایه‌ای دیده نمی‌شود. این نشان می‌دهد که CMG2 برای نگه‌داری روزمره روده ضروری نیست. پس از القای کولیت، هر دو گروه موش‌های عادی و موش‌های knockout میزان مشابهی از آسیب و التهاب را نشان می‌دهند. بنابراین فقدان CMG2 مانع وقوع آسیب نمی‌شود؛ تأثیر آن در روند بهبودی است، نه در مرحله بروز آسیب. در دوره بهبودی، موش‌های عادی به تدریج بهبود می‌یابند: وزن بدن آن‌ها بازمی‌گردد، ساختار اپیتلیال ترمیم می‌شود، التهاب کاهش می‌یابد. موش‌های knockout در این دوره قادر به بازسازی نیستند؛ وزن کاهش می‌یابد یا بازجبران نمی‌شود، علائم التهابی باقی می‌مانند و ساختار اپیتلیوم اپتیکاً تخریب شده بازسازی نمی‌شود. مرحله تغییر به حالت جنینی‑مانند در موش‌های knockout به‌خوبی انجام می‌شود؛ ژن‌ها و نشانه‌هایی که در حالت جنینی فعال می‌شوند، در این موش‌ها هم دیده شده است. اما مرحله بعدی—یعنی تبدیل این سلول‌ها به سلول‌های بنیادی بالغ (Lgr5‑مثبت)—مختل است. در موش‌های knockout انتقال β‑کاتنین به هسته سلولی به اندازه کافی صورت نمی‌گیرد؛ یعنی مسیر Wnt فعال نمی‌شود یا فعال بودن آن کامل نیست. این مانع از فعال شدن ژن‌های هدف مسیر Wnt می‌شود که برای هویت سلول بنیادی لازم‌اند. این یافته‌ها کمک می‌کنند تا توضیح داده شود که چرا در بیماران HFS، علی‌رغم ظاهر طبیعی روده، پس از آسیب‌هایی مثل التهاب روده یا استرس تغذیه‌ای، مشکلات شدید روده‌ای از جمله اسهال کشنده رخ می‌دهد؛ زیرا بافت قادر به بازسازی سلول‌های بنیادی نیست. مترادف با این است که ظرف توانمندی برای ترمیم بعد از آسیب وجود ندارد. مهم آن که ژن CMG2 به عنوان تقویت‌کننده‌ای زمینه‌محور برای مسیر Wnt شناسایی شده است؛ یعنی در وضعیت عادی نقش بزرگی ندارد، ولی در هنگام آسیب و بازسازی ضروری می‌شود.

گام بعدی مطالعه

تحقیقات بر روی نمونه‌های انسانی، به خصوص بیماران مبتلا به HFS، ضروری است. بیوپسی‌هایی که پس از آسیب روده‌ در بیماران گرفته می‌شوند می‌توانند بررسی شوند تا ببینیم آیا همان مشکلات بازسازی سلول بنیادی و نقص در مسیر Wnt وجود دارد یا نه. مطالعه ساختار دقیق مولکولی CMG2 مهم است: آنالیز تعاملات آن با مولفه‌های مسیر Wnt، با اجزای destruction complex که β‑کاتنین را تجزیه می‌کنند، گیرنده‌های سطحی Wnt و کوفاکتورها. فهم اینکه CMG2 چگونه بر تثبیت β‑کاتنین، یا بر انتقال آن به هسته یا فعال‌سازی ژن‌های هدف تأثیر می‌گذارد. جستجوی داروها یا مولکول‌هایی که بتوانند مسیر Wnt را در غیاب CMG2 تقویت کنند. این شامل مولکول‌هایی است که ورود β‑کاتنین به هسته را تسهیل کنند یا فعالیت downstream مسیر Wnt را تقویت کنند، یا اجزای جایگزین مسیر را فعال کنند.

پایان مطلب/.