دانشمندان سلول‌های انسانی را ۶۰ سال جوان‌تر کردند
- مجموعه: اخبار پزشکی
- تاریخ انتشار : پنجشنبه, ۳۰ مهر ۱۴۰۵ ۲۲:۴۹
به گزارش ایسنا، پژوهشگران بیمارستان دانشگاهی بن و دانشگاه بن با بازبرنامه‌ریزی سلول‌های نابالغ پیش‌ساز گلبول‌های قرمز، آن‌ها را به سلول‌های بنیادی عصبی تبدیل کردند؛ سلول‌هایی که در نهایت می‌توانند به سلول‌های مغزی تبدیل شوند. در جریان این فرایند، نشانگرهای مولکولی مرتبط با پیری عملا به حالت اولیه بازگشتند و سلول‌ها از نظر مولکولی بیش از ۶۰ سال جوان‌تر شدند.
به نقل از ساینس‌دیلی، برخلاف روش‌های پیشین، این جوان‌سازی به‌تدریج اتفاق افتاد و به دانشمندان اجازه داد تغییرات را در یک بازه زمانی طولانی دنبال کنند. این فرایند آهسته‌تر می‌تواند سرنخ‌های مهمی درباره چگونگی معکوس کردن پیری سلولی در اختیار پژوهشگران قرار دهد و به بررسی روش‌های درمانی بالقوه برای بیماری‌های مرتبط با افزایش سن کمک کند.
دانشمندان چگونه سلول‌های خونی را به سلول‌های بنیادی مغزی تبدیل می‌کنند؟
بدن انسان صدها نوع سلول تخصص یافته دارد که همگی از یک تخمک بارور شده منشا می‌گیرند و اساسا دستورالعمل‌های ژنتیکی یکسانی را در خود دارند. با این حال، سلول‌ها در جریان رشد و تکامل، نقش‌های مشخصی پیدا می‌کنند. در شرایط عادی، یک سلول پوست نمی‌تواند به سلول کبد تبدیل شود و یک سلول خونی نیز نمی‌تواند به سلول عصبی تبدیل شود.
فناوری‌های نوین آزمایشگاهی امکان عبور از این محدودیت‌های زیستی را فراهم کرده‌اند. دانشمندان اکنون می‌توانند برخی سلول‌های بالغ را بازبرنامه‌ریزی کنند تا هویت سلولی کاملا متفاوتی پیدا کنند. برای مثال، سلول‌های پوست را می‌توان به سلول‌هایی تبدیل کرد که قابلیت تولید بافت عصبی را دارند؛ رویکردی که در آینده می‌تواند به توسعه درمان‌هایی برای بیماری‌های تحلیل برنده عصبی کمک کند.
این فرایند به مجموعه‌ای از پروتئین‌ها به نام «فاکتورهای رونویسی» متکی است که نحوه فعال شدن ژن‌ها را تنظیم می‌کنند. این پروتئین‌ها با تغییر دستورالعمل‌های ژنتیکی مورد استفاده سلول، می‌توانند مسیر تکامل آن را تغییر دهند و هویت سلولی جدیدی به آن ببخشند.
آزمایش‌های قبلی گروه پژوهشی بن نیز نشان داده بودند که سلول‌های عصبی تولید شده با این روش، پس از پیوند به مغز موش‌ها می‌توانند با موفقیت با نورون‌های موجود ارتباط برقرار کنند.
این پژوهش جدید بر پیامدی جالب توجه از بازبرنامه‌ریزی سلولی تمرکز داشت: معکوس شدن چشمگیر روند پیری مولکولی.
بروستله که عضو حوزه پژوهشی میان‌رشته‌ای «زندگی و سلامت» در دانشگاه بن نیز هست، تأکید می‌کند: ما در مطالعه کنونی، ما بر پدیده متفاوتی تمرکز کردیم؛ یعنی این مشاهده که سلول‌ها در جریان بازبرنامه‌ریزی به میزان قابل‌توجهی جوان‌تر می‌شوند.
پژوهشگران برای تعیین میزان جوان‌سازی سلول‌ها، ساعت‌های مولکولی آن‌ها را بررسی کردند؛ به‌ویژه نشانگرهای زیستی موسوم به ساعت‌های اپی‌ژنتیکی. این ساعت‌ها با تحلیل تغییرات شیمیایی دی‌ان‌ای که با افزایش سن موجودات زنده انباشته می‌شوند یا تغییر می‌کنند، سن زیستی یک سلول را تخمین می‌زنند.
نکته مهم این است که این تغییرات، توالی خود دی‌ان‌ای را تغییر نمی‌دهند. در عوض، بر میزان استفاده از دستورالعمل‌های ژنتیکی مشخص تاثیر می‌گذارند؛ پدیده‌ای که اپی‌ژنتیک نام دارد. از آنجا که این الگوها با افزایش سن به شکلی قابل پیش‌بینی تغییر می‌کنند، دانشمندان می‌توانند از آن‌ها برای تخمین سن سلول در سطح مولکولی استفاده کنند.
نتایج چشمگیر بود. پس از بازبرنامه‌ریزی، سلول‌های گرفته‌شده از فردی ۸۰ ساله، الگوهای سنی مولکولی متناظر با فردی کمتر از ۲۰ سال را نشان دادند. به بیان دیگر، این فرایند بیش از ۶ دهه از پیری سلولی را معکوس کرده بود.
دانشمندان پیش‌تر نیز مشاهده کرده بودند که بازبرنامه‌ریزی سلول‌ها می‌تواند سن زیستی آن‌ها را به حالت اولیه بازگرداند. با این حال، نمونه‌های قبلی این پدیده به فرایندی پیچیده‌تر نیاز داشتند که از دو مرحله مجزا تشکیل می‌شد.
در مرحله نخست، پژوهشگران یک سلول موجود، مانند سلول خونی، را به سلول بنیادی پرتوان تبدیل می‌کردند. این سلول‌ها به دلیل توانایی تبدیل شدن به بسیاری از انواع سلول‌های بدن، تقریبا مسیرهای نامحدودی برای تمایز و تکامل دارند.
سپس سلول بنیادی پرتوان را به سمت تبدیل شدن به سلول بنیادی عصبی هدایت می‌کردند؛ سلولی تخصص یافته‌تر که می‌تواند سلول‌های موجود در دستگاه عصبی را تولید کند.
این رویکرد متداول، فرایند جوان‌سازی را نسبتا سریع انجام می‌دهد و در نتیجه، بررسی تمام تغییرات رخ داده در طول مسیر دشوار می‌شود.
اما پژوهشگران بن مرحله پرتوانی را به طور کامل کنار گذاشتند.
پژوهشگران کاهش چشمگیری در سن مولکولی سلول‌ها مشاهده کردند. بر اساس نتایج مطالعه، پس از ۵۰ روز حدود ۶۰ سال جوان‌سازی مولکولی رخ داده بود.
ازآنجاکه این فرایند در بازه زمانی بسیار طولانی‌تری ادامه داشت، دانشمندان توانستند تغییرات زیستی را هم‌زمان با وقوع آن‌ها بررسی کنند، نه اینکه صرفا نتیجه نهایی را مشاهده کنند.
توانایی مشاهده جوان‌تر شدن تدریجی سلول‌ها می‌تواند برای دانشمندانی که در تلاش‌اند سازوکارهای کنترل‌کننده پیری زیستی را درک کنند، بسیار ارزشمند باشد.
پژوهشگران با مطالعه این فرایند طولانی می‌توانند مسیرهای مولکولی دخیل در آن را بررسی کنند و بیازمایند که آیا مواد خاصی قادرند روند جوان‌سازی را تسریع یا کند کنند.
این یافته‌ها می‌توانند به‌ویژه در علوم اعصاب اهمیت داشته باشند؛ حوزه‌ای که در آن، پیری ارتباط نزدیکی با بروز بیماری‌های جدی عصبی دارد.
اگرچه این پژوهش درمانی را اثبات نمی‌کند که بتواند روند پیری را در انسان معکوس کند، اما یک مدل آزمایشگاهی برای بررسی چگونگی بازیابی ویژگی‌های جوانی در سلول‌ها در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد. این دستاورد در نهایت می‌تواند به درک بهتر تغییرات سلولی مرتبط با بیماری‌هایی مانند آلزایمر کمک کند.
