فناوری بازتنظیم سلولی، پیری سلولهای بنیادی خون را متوقف میکند
لیزوزومها؛ مراکز بازیافت حیاتی سلولها
لیزوزومها بهعنوان مراکز بازیافت سلولی، پروتئینها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدراتها و لیپیدها را تجزیه و ضایعات را به منابع قابل استفاده برای سلول تبدیل میکنند. همچنین مواد مغذی ذخیره میکنند که در مواقع نیاز برای تولید انرژی آزاد میشوند و نقش حیاتی در تنظیم متابولیسم سلولی و حفظ تعادل بین تجزیه و ساخت مولکولها دارند.
این پژوهش به سرپرستی دکتر ساغی غفاری، استاد زیستشناسی سلولی، توسعهای و بازساختی و عضو Black Family Stem Cell Institute، بر سلولهای بنیادی خونساز (HSCs) تمرکز داشت؛ سلولهای نادری که در مغز استخوان مستقر هستند و مسئول تولید مستمر تمامی سلولهای خونی و ایمنی در طول زندگیاند.
بیشتر بخوانید: آزمایش انسانی روش ER-100؛ تلاش برای بازبرنامهریزی سلولی و جوانسازی
پیری و تحلیل توان سلولهای بنیادی خونساز
با گذر زمان، سلولهای بنیادی خونساز (HSCs) کارایی خود را از دست میدهند. افزایش سن موجب کاهش توان خودنوسازی و بازسازی سیستم خونی میشود و این امر به کاهش قدرت پاسخ ایمنی در سالمندان منجر میشود. پیری همچنین با هماتوپویزی کلونیال (Clonal Hematopoiesis) مرتبط است؛ شرایطی که در آن کلونهای خاصی از سلولهای خونی بهصورت غیرطبیعی تکثیر میشوند و بدون علائم هستند. این وضعیت پیشسرطانی تلقی میشود و ریسک ابتلا به سرطانهای خون و بیماریهای التهابی را افزایش میدهد؛ شیوع آن نیز بهطور چشمگیر با افزایش سن بالا میرود.
خطر کلی ابتلا به سرطان با افزایش سن تشدید میشود. بر اساس گزارش انجمن سرطان آمریکا، سن بالا و مصرف سیگار دو عامل اصلی مرتبط با خطر نسبی و مطلق پنج ساله سرطان محسوب میشوند. دادههای Surveillance, Epidemiology and End Results (SEER) از انستیتوی ملی سرطان آمریکا نشان میدهد که میانگین سن تشخیص سرطان در ایالات متحده ۶۷ سال است و ارتباط مستقیم و قوی بین پیری و بیماری را تاکید میکند.
لیزوزومهای بیشفعال عامل اصلی پیری سلولهای بنیادی خون
تیم دکتر غفاری کشف کرده است که لیزوزومهای سلولهای بنیادی خونساز پیر بیشاسیدی، تخلیهشده و آسیبدیده شده و فعالیت غیرطبیعی آنها، تعادل متابولیک و اپیژنتیکی سلولها را بر هم میزند. با بهرهگیری از تکسلولی ترنسکریپتومیکس و آزمایشهای دقیق عملکردی، محققان نشان دادند که مهار بیشفعالی لیزوزومها با مهارکننده اختصاصی ATPase وزیکولی، یکپارچگی لیزوزوم و عملکرد بازتولید سلولهای بنیادی خونساز را بازمیگرداند.
برای مطالعه بیشتر: نقشههای ۴ بعدی ژنوم حرکت ژنها در زمان تقسیم سلولی را نشان میدهند
پس از درمان، سلولهای پیر دوباره جوان و فعال شدند؛ توان بازتولید، قابلیت پیوند و تولید سلولهای خون سالم و متعادل در ایمنی بازسازی شد، متابولیسم و عملکرد میتوکندریایی بهبود یافت، اپیژنوم اصلاح شد، التهاب کاهش یافت و سیگنالهای التهابی آسیبزا متوقف شدند. دکتر غفاری میگوید: «پیری سلولهای بنیادی خون یک سرنوشت برگشتناپذیر نیست. با کاهش فعالیت لیزوزومها و کاهش اسیدیته آنها، سلولها سالمتر شدند و توان تولید سلولهای خونی و بنیادی جدید را بازیافتند.»
راهکارهای درمانی برای اختلالات خونی مرتبط با سن
این یافته، افقهای درمانی جدیدی برای پیشگیری یا بازگردانی اختلالات خونی مرتبط با سن، بهبود موفقیت پیوند سلولهای بنیادی در بیماران مسن و آمادهسازی برای ژندرمانی باز میکند. دکتر غفاری اضافه میکند: «نقص لیزوزومی محور اصلی پیری سلولهای بنیادی است و هدفگیری آن میتواند خون و سیستم ایمنی سالم در سالمندان حفظ کرده و ریسک اختلالات خونی مرتبط با سن را کاهش دهد.» تیم پژوهشی اکنون در حال بررسی ارتباط نقص لیزوزومی سلولهای پیر با شکلگیری سلولهای بنیادی لوسمیایی است تا پیوند میان پیری طبیعی سلولهای بنیادی و سرطان را آشکار کند.
