4. جوان‌تر شدن سلول‌ها با گذشت زمان؛ کشف عجیب دانشمندان درباره سلول‌های بنیادی مغز
- مجموعه: اخبار پزشکی
- تاریخ انتشار : سه شنبه, ۲۸ مهر ۱۴۰۵ ۱۰:۳۵
به گزارش وب‌سایت علمی ساینس‌آلرت، این پژوهش به سرپرستی محققانی از بیمارستان دانشگاهی بن و دانشگاه بن در آلمان انجام شده و نتایج آن در مجله علمی *Aging Cell* منتشر شده است. پژوهشگران در این مطالعه روشی را بررسی کردند که بدون بازگرداندن سلول‌ها به مرحله بنیادی جنینی، هویت آن‌ها را مستقیماً تغییر می‌دهد.
تبدیل مستقیم سلول‌های خون به سلول‌های عصبی
سلول‌ها با افزایش تخصص خود، معمولاً به نوع مشخصی از سلول تبدیل می‌شوند و عملکرد متناسب با همان نوع را پیدا می‌کنند. برای مثال، سلول‌های خونی در شرایط طبیعی به سلول‌های عضلانی تبدیل نمی‌شوند. با این حال، دانشمندان با روش‌های بازبرنامه‌ریزی سلولی می‌توانند هویت سلول‌ها را تغییر دهند.
یکی از روش‌های رایج، ابتدا سلول تخصص‌یافته را به سلول بنیادی پرتوان القایی تبدیل می‌کند؛ سلولی که توانایی تبدیل شدن به انواع مختلف سلول را دارد. سپس سلول بنیادی به نوع موردنظر تبدیل می‌شود.
روش دوم که «تبدیل مستقیم» نام دارد، مرحله میانی را حذف می‌کند و سلول را مستقیماً به نوع دیگری تبدیل می‌کند. پژوهشگران دانشگاه بن در مطالعه جدید خود از همین روش برای تبدیل سلول‌های پیش‌ساز گلبول‌های قرمز به سلول‌های بنیادی عصبی القایی استفاده کردند.
در این پژوهش، سلول‌های متعلق به ۱۵ اهداکننده با سنین متفاوت بررسی شدند. پژوهشگران برای تغییر هویت سلول‌ها، از یک ویروس به‌عنوان وسیله انتقال دو عامل رونویسی استفاده کردند. این عوامل پروتئین‌هایی هستند که با تنظیم فعالیت ژن‌ها می‌توانند در تغییر ویژگی‌های سلول نقش داشته باشند.
حدود ۱۲ روز پس از ورود ویروس به سلول‌ها، نشانه‌های تغییر هویت آن‌ها آشکار شد؛ پروتئین‌های مرتبط با سلول‌های خونی کاهش یافتند و پروتئین‌های مرتبط با سلول‌های عصبی ظاهر شدند.
ساعت اپی‌ژنتیکی سلول‌ها چگونه تغییر کرد؟
پژوهشگران برای بررسی روند پیری و جوان‌سازی، از اندازه‌گیری متیلاسیون DNA و توالی‌یابی RNA استفاده کردند. متیلاسیون DNA یکی از تغییرات اپی‌ژنتیکی است که الگوهای آن می‌تواند برای برآورد سن زیستی سلول به کار برود.
در ابتدا، سن اپی‌ژنتیکی سلول‌های پیش‌ساز خونی با سن تقویمی اهداکنندگان ارتباط نزدیکی داشت. انتظار می‌رود سلول‌هایی که به مرحله بنیادی پرتوان بازمی‌گردند، بسیاری از نشانه‌های پیری خود را از دست بدهند؛ اما پرسش پژوهشگران این بود که آیا تبدیل مستقیم نیز می‌تواند چنین اثری داشته باشد.
نتایج نشان داد که این روش هم با کاهش نشانه‌های اپی‌ژنتیکی پیری همراه است، هرچند این فرایند زمان بیشتری می‌برد.
نکته جالب این بود که جوان‌تر شدن سلول‌ها پس از تبدیل اولیه متوقف نشد. طی حدود ۵۰ تا ۱۰۰ روز، شاخص‌های مرتبط با سن اپی‌ژنتیکی همچنان کاهش یافتند. بر اساس گزارش پژوهشگران، بخش عمده ویژگی‌های مرتبط با پیری اپی‌ژنتیکی تا حدود روز پنجاهم بازنشانی شده بود.
در توضیح منتشرشده از سوی دانشگاه بن، این روند به جوان‌تر شدن سلول‌ها به اندازه حدود ۶۰ سال در طول ۵۰ روز تشبیه شده است. این عدد به تغییرات شاخص‌های زیستی در سلول‌های آزمایشگاهی اشاره دارد و به معنای جوان شدن بدن یک انسان یا کاهش ۶۰ سال از سن واقعی او نیست.
سلول‌های جوان‌تر، عملکرد متفاوتی هم داشتند؟
کاهش سن اپی‌ژنتیکی به‌تنهایی نشان نمی‌دهد که سلول واقعاً ویژگی‌های عملکردی جوان‌تر پیدا کرده است. به همین دلیل، پژوهشگران علاوه بر بررسی تغییرات DNA، بیان پروتئین‌ها و توانایی سلول‌ها در بازیافت مواد درون‌سلولی را نیز ارزیابی کردند.
نتایج بررسی‌ها نشان داد سلول‌های بازبرنامه‌ریزی‌شده با آسیب کمتر DNA و کاهش نشانه‌های سمیت مرتبط با میتوکندری‌ها همراه بودند. میتوکندری‌ها ساختارهایی درون سلول هستند که نقش مهمی در تأمین انرژی دارند.
همچنین، سلول‌ها حتی در شرایطی که توانایی تقسیم و تکثیر آن‌ها مهار شده بود، به جوان‌تر شدن زیستی ادامه دادند. این یافته نشان می‌دهد روند مشاهده‌شده لزوماً به توانایی سلول‌ها برای تقسیم شدن وابسته نیست.
با این حال، پژوهشگران محدودیت‌هایی را نیز مطرح کرده‌اند؛ از جمله احتمال وجود سوگیری‌های ریاضی در مدل‌های سن‌سنجی، نبود سلول‌های بنیادی عصبیِ طبیعی و سالخورده برای مقایسه و تفاوت احتمالی رفتار سلول‌ها در محیط آزمایشگاه با شرایط بدن زنده.
امید به پژوهش‌های آینده درباره بیماری‌های عصبی
این دستاورد می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا سازوکارهای پیری سلولی و راه‌های تغییر آن را بهتر بشناسند. سلول‌های بنیادی عصبی قابلیت تمایز به برخی انواع سلول‌های مغزی، از جمله نورون‌ها، را دارند؛ از همین رو، بررسی این سلول‌ها برای پژوهش‌های مرتبط با بیماری‌های تخریب‌کننده دستگاه عصبی اهمیت دارد.
در پژوهش‌های پیشین دانشمندان بن، سلول‌های مهندسی‌شده پس از انتقال به مغز موش‌ها با سلول‌های عصبی موجود ارتباط برقرار کردند. این نتیجه احتمال کاربرد آینده چنین سلول‌هایی را در پژوهش‌های درمانی مطرح می‌کند، اما به‌تنهایی اثربخشی یا ایمنی آن‌ها را برای درمان انسان ثابت نمی‌کند.
پژوهشگران همچنین معتقدند کند بودن روند جوان‌سازی در این روش می‌تواند برای تحقیقات مفید باشد؛ زیرا به آن‌ها فرصت می‌دهد عواملی را بررسی کنند که فرایند جوان‌شدن سلول‌ها را سرعت می‌بخشند یا کند می‌کنند.
این مطالعه هنوز به معنای دستیابی به درمانی برای پیری یا بیماری‌های مغزی نیست. با این حال، نشان می‌دهد که تغییر مستقیم هویت سلول‌ها می‌تواند با بازنشانی تدریجی برخی شاخص‌های مرتبط با پیری همراه باشد؛ موضوعی که ممکن است مسیرهای تازه‌ای برای مطالعه پیری و بازسازی سلول‌های عصبی فراهم کند.
منبع: ساینس‌آلرت؛ پژوهش منتشرشده در مجله علمی *Aging Cell* و اطلاعیه دانشگاه بن.
