یادداشت چند منبعی
بازگشت جوانی به سلولهای بنیادی خون
محققان مکانیسم سلولی جدیدی که روند پیری سلولهای بنیادی خونی را هدایت میکند را کشف کردند.
امتیاز:
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دانشمندان دانشگاه ایلینوی شیکاگو موفق به شناسایی سازوکار سلولی مهمی شدهاند که عامل پیری سلولهای بنیادی خونی است. آنها نشان دادند کاهش سطح پروتئینی به نام فاکتور پلاکتی ۴، عامل اصلی ضعف و اختلال عملکرد سلولهای بنیادی خونساز در دوران سالمندی است. جالب آنکه افزودن این پروتئین به سلولهای پیر، توانست نشانههای پیری را معکوس کند و امید تازهای برای درمان بیماریهای وابسته به سن در سیستم خونی و ایمنی ایجاد کرد. سلولهای بنیادی خونساز که در مغز استخوان قرار دارند، با افزایش سن دچار تغییرات عملکردی میشوند. پژوهشگران دانشگاه ایلینوی شیکاگو دریافتند که کاهش سطح فاکتور پلاکتی ۴ در محیط این سلولها، ارتباط مستقیمی با نشانههای پیری دارد. بررسیهای آنان نشان داد با افزایش این پروتئین در سلولهای پیر، توانایی بازسازی سلولها بازمیگردد و آسیبهای ژنتیکی کاهش مییابد. این کشف میتواند مسیر تازهای برای پیشگیری و درمان اختلالات ناشی از پیری سیستم خونی و ایمنی ایجاد کند و مبنای طراحی داروهای جدید ضدپیری در حوزه هماتولوژی باشد.
مقدمه
پیری یکی از پدیدههای طبیعی اما پیچیده زیستی است که بر تمام سلولها و اندامهای بدن اثر میگذارد. با گذشت زمان، فعالیت فیزیولوژیک بدن کاهش یافته و تعادل بافتی دچار اختلال میشود. در این میان، سیستم خونی و ایمنی بدن نیز از این قاعده مستثنی نیست. سلولهای بنیادی خونساز که در مغز استخوان جای دارند، در طول زندگی وظیفه تولید مداوم سلولهای خونی و ایمنی را بر عهده دارند. اما با افزایش سن، توانایی این سلولها در خودنوزایی کاهش یافته و ترکیب سلولهای تولیدی تغییر میکند. به طور معمول در سنین بالا، نسبت سلولهای لنفوییدی کاهش و سلولهای میلوئیدی افزایش مییابد که این امر موجب ضعف ایمنی، بروز التهاب مزمن، افزایش خطر سرطانهای خونی و اختلال در بازسازی بافتی میشود. سالهاست دانشمندان در تلاشاند علت دقیق این تغییرات را کشف کنند. آیا خود سلولهای بنیادی خونساز پیر میشوند یا محیط پیرامونی آنها که اصطلاحاً جایگاه یا نیش سلولی نام دارد، باعث پیری آنها میشود؟ پاسخ این پرسش در دهه اخیر موضوع مطالعات متعددی بوده است. پژوهشگران اکنون به شواهدی دست یافتهاند که نشان میدهد فاکتورهای ترشحشده از سلولهای مجاور، مانند مگاکاریوسیتها و پلاکتها، نقشی تعیینکننده در جوانی یا پیری این سلولها دارند.
تاریخچه
مطالعات گذشته نشان داده بود که با افزایش سن، تغییرات ساختاری در مغز استخوان ایجاد میشود؛ به طوری که بخشهای استخوانی کاهش یافته و جای آن را چربی میگیرد. این دگرگونی محیطی سبب میشود حمایت لازم برای سلولهای بنیادی خونساز کمتر شود. همچنین، مشخص شده بود که پلاکتها و سلولهای سازنده آنها یعنی مگاکاریوسیتها، علاوه بر نقششان در انعقاد خون، فاکتورهایی ترشح میکنند که بر تعادل سلولهای بنیادی اثر دارند. در برخی پژوهشها نیز اشاره شده بود که فاکتور پلاکتی ۴ میتواند بر عملکرد سیستم عصبی و حتی مغز تأثیر مثبت داشته باشد. این یافتهها ذهن پژوهشگران را متوجه نقش این پروتئین در سیستم خونی و ایمنی کرد. با این پیشزمینه، گروهی از محققان در دانشگاه ایلینوی شیکاگو به سرپرستی ساندرا پینیو تصمیم گرفتند نقش دقیق فاکتور پلاکتی ۴ در پیری سلولهای بنیادی خونساز را بررسی کنند. آنان فرض کردند که کاهش این پروتئین در دوران پیری میتواند یکی از دلایل اصلی افت عملکرد سلولهای خونی باشد.
شیوه مطالعاتی
در این پژوهش، از نمونههای حیوانی و انسانی استفاده شد تا نتایج از جنبههای گوناگون بررسی شود. ابتدا موشهای جوان و مسن مورد آزمایش قرار گرفتند و میزان فاکتور پلاکتی ۴ در خون و مغز استخوان آنها اندازهگیری شد. همچنین گروهی از موشها که ژن تولیدکننده این پروتئین در آنها غیرفعال شده بود، برای مقایسه به کار رفتند تا اثر مستقیم نبود این فاکتور بر روند پیری مشخص شود. در ادامه، محققان به بررسی اثر تزریق پروتئین بازسازیشده فاکتور پلاکتی ۴ بر موشهای پیر پرداختند. آنان تغییرات در شاخصهای مختلفی از جمله میزان آسیب DNA، توانایی تقسیم و بازسازی سلولی، ترکیب انواع سلولهای خونی، و ساختار میکروسکوپی مغز استخوان را مورد ارزیابی قرار دادند. همزمان، نمونههای انسانی از مغز استخوان افراد در گروههای سنی مختلف نیز مورد تحلیل قرار گرفت تا مشخص شود آیا همان الگو در انسان نیز وجود دارد یا خیر. آزمایشهای مولکولی و ژنتیکی نظیر توالییابی RNA و بررسی بیان ژنها به محققان کمک کرد تا مسیرهای سلولی فعال در حضور یا غیاب این پروتئین را شناسایی کنند.
نتایج
نتایج مطالعه نشان داد که سطح فاکتور پلاکتی ۴ در موشها و انسانها با افزایش سن به شکل چشمگیری کاهش مییابد. کاهش این پروتئین موجب شد سلولهای بنیادی خونساز عملکرد طبیعی خود را از دست بدهند و بیشتر به سمت تولید سلولهای میلوئیدی متمایل شوند. علاوه بر این، در سلولهایی که از موشهای پیر گرفته شده بودند، آسیبهای ژنتیکی و اختلال در قطبیت سلولی افزایش یافت؛ ویژگیهایی که شاخصهای مشخص پیری سلولی به شمار میروند. در موشهایی که فاقد ژن این پروتئین بودند، همین تغییرات به طور زودرس مشاهده شد. در مقابل، زمانی که پروتئین بازسازیشده فاکتور پلاکتی ۴ به موشهای پیر تزریق شد، بسیاری از این نشانهها کاهش یافت. سلولهای بنیادی این موشها توانایی بهتری در خودنوزایی نشان دادند و ترکیب سلولهای تولیدی آنها به الگوی جوان نزدیکتر شد. همچنین میزان آسیب DNA و علایم التهابی کاهش یافت. در نمونههای انسانی نیز مشخص شد که سلولهای بنیادی خونساز از افراد مسنتر پاسخ کمتری به تحریکهای بازسازی میدهند، اما زمانی که در معرض این پروتئین قرار گرفتند، شاخصهای بازسازی و تقسیم سلولی افزایش یافت.
دستاورد
این پژوهش گامی مهم در درک فرآیند پیری سیستم خونی محسوب میشود. برای نخستینبار نشان داده شد که فاکتور پلاکتی ۴ نه تنها در انعقاد خون بلکه در تنظیم جوانی سلولهای بنیادی خونساز نقش مستقیم دارد. شناسایی این مکانیسم، فرصت جدیدی برای طراحی درمانهای ضدپیری و بازسازیکننده ایجاد میکند. افزودن این پروتئین به سلولهای پیر توانست نشانههای پیری را معکوس کند، بنابراین ممکن است در آینده بتوان از آن برای درمان بیماریهای وابسته به افزایش سن در سیستمهای خونی و ایمنی استفاده کرد. این دستاورد میتواند در پیوند مغز استخوان، بهبود اختلالات ایمنی و حتی کاهش خطر سرطانهای خونی در سالمندان کاربرد داشته باشد. با وجود نتایج امیدوارکننده، پژوهشگران هشدار میدهند که پیری فرایندی چندعاملی است و هیچ مولکول واحدی نمیتواند بهتنهایی تمام نشانههای آن را معکوس کند. با این حال، فاکتور پلاکتی ۴ میتواند بخشی کلیدی از ترکیب درمانی گستردهتری برای حفظ سلامت سیستم خونی در سنین بالا باشد.
گام بعدی مطالعه
در ادامه مسیر، تیم پژوهشی قصد دارد مطالعات بالینی روی انسان را آغاز کند تا ایمنی و اثربخشی استفاده از فاکتور پلاکتی ۴ بررسی شود. همچنین باید مشخص گردد که چه دوزی از این پروتئین برای بهبود عملکرد سلولهای بنیادی مؤثر و ایمن است. تحقیقات آینده میتواند شامل ترکیب این درمان با روشهای دیگر جوانسازی مانند تنظیم متابولیسم، اصلاح تغذیه یا استفاده از داروهای تعدیلکننده مسیرهای سلولی باشد. در صورت موفقیت، این راهکارها میتوانند به بهبود کیفیت زندگی سالمندان، افزایش مقاومت بدن در برابر عفونتها و کاهش بروز سرطانهای خونی منجر شوند. در نهایت، پژوهشگران امیدوارند که مطالعه حاضر مسیر نوینی را برای درک پیری از سطح مولکولی تا کاربرد بالینی باز کند و فاکتور پلاکتی ۴ به عنوان هدفی درمانی در پیشگیری از اختلالات وابسته به سن در سیستم ایمنی و خونی مورد استفاده قرار گیرد.
پایان مطلب/.