معکوس کردن پیری؛ آینده درمان پزشکی

دانشمندان روشی را برای شناسایی سلول‌های بنیادی ماهیچه‌ای پیر ابداع کرده‌اند که ممکن است به صورت بالقوه می‌تواند برای معکوس کردن پیری به کار گرفته شود.

اگر دانشمندان بتوانند تنظیم‌کننده‌های اصلاح‌‌گر کروماتین را که در سلول‌های بنیادین په به سن گذاشته کاهش می‌یابند شناسایی کنند، بازیابی توان آن‌ها یک هدف بالقوه برای جلوگیری از پیری خواهد بود

پیری و مبارزه با آن از دیرباز موضوع بسیاری از نوشته‌ها در ادبیات کلاسیک و معاصر در طول تاریخ بشر بوده است. از سفر «کین شی هوانگ» بخت برگشته به دریا در تعقیب زندگی ابدی تا شهرت «کنت دراکولا» نامیرا در غرب، مسئله پیری هزاران سال است که جهان را افسون کرده و البته حل نشده باقی مانده است. به تازگی اما در یک پیشرفت هیجان‌انگیز، دانشمندان راهی برای شناسایی سلول‌های بنیادین ماهیچه‌ای پیر (MuSCs) بر اساس امضای کروماتین آن‌ها ایجاد کرده‌اند. سلول‌های بنیادین ماهیچه‌ای نقش مهمی در ترمیم عضلات دارند. تیم تحقیقاتی از دانشگاه علم و فناوری هنگ کنگ (HKUST) موفق به شناسایی راهی برای شناسایی سلول‌های بنیادین پیر شده است. این مطالعه به  رهبری پروفسور «تام چونگ» دانشیار علوم زیستی این دانشگاه انجام و نتایجش در ژورنال Cell منتشر شده است.

 

بر خلاف همتایان جوان‌تر خود، سلول‌های بنیادی ماهیچه‌ای پا به سن گذاشته کمتر توان بنیادین کمتری دارند، یعنی توانایی تبدیل شدن به سلول‌های بنیادین جدید یا تبدیل شدن به سلول‌های تخصصی برای جایگزینی بافت‌های آسیب‌دیده را کمتر دارند. این ویژگی‌ها با امضای کروماتین مشخص می‌شود اگر بتوان امضای کروماتین یک سلول پیر را با امضای یک سلول جوان جایگزین کرد، روند پیری سلولی و در این مثال، پیری بافت عضله اسکلتی، ممکن است کند یا حتی معکوس شود. کروماتین به ترکیبی شبکه‌ای از دی‌ان‌ای و پروتئین‌ها گفته می‌شود که کروموزوم‌های موجود در سلول‌های انسان و سایر ارگانیسم‌ها را تشکیل می‌دهند. به بیان دیکر کروماتین، مجموعه‌ای از DNA است که دور هیستون‌ها (نوعی از پروتئین‌ها در ژنوم انسان) می‌پیچد تا DNA را در ساختار مناسب خود حفظ کند و در پاسخ به محیط بیرونی، تغییرات سریعی در ساختار خود ایجاد می‌کند. امضای کروماتین مجموعه‌ای از ویژگی‌های شبکه کروماتین است که در پی این تغییرات ایجاد شده و مشخص می‌کند عمرزیستی یک سلول چه اندازه است،مخصوصا در مورد سلول‌های بنیادین پرتوان این امضا مشخص کننده توانایی سلول‌های بنیادین برای ترمیم و بدل شدن به دیگر سلول‌ها است.با این وجود کروماتین و عملکردهایش چندان شناخته شده نیست و این موضوع هدف پژوهش‌های جدیدی مثل همین تحقیق است.

یافتن نشانه‌های سلولی پیری

پروفسور چونگ می‌گوید:«مجوز دسترسی کروماتین برای تصمیم گیری در مورد سرنوشت سلول بسیار مهم است. تغییر در حالت کروماتین می تواند منجر به اختلال در بیان ژن شود. در مطالعه خود، ما توانستیم حالت کروماتین فعال مزمن را به عنوان نشانه بارز پیری سلول های بنیادین شناسایی کنیم که می تواند هدفی برای توسعه استراتژی های ضد پیری باشد.»  این گروه  در ادامه مطالعه قبلی خود، سلول‌های بنیادین عضلانی موش را به شکل تثبیت شده درآوردن  واز آن برای به دست آوردن سلول‌های  بنیادین ساکن (سلول‌های خفته که برای ترمیم ماهیچه‌های آسیب دیده فعال می‌شوند) کردند.

حالا که دانشمندان درک بهتری از آنچه بر سر یک سلول پیر می‌آید به دست آورده‌اند، راه‌های مختلفی برای مبارزه با پیری باز خواهد شد. اما آیا این به این معنی است که ما راز پیری را حل کرده ایم؟ پروفسور چونگ می‌گوید: بله، اما نه کاملاً.

به این ترتیب آن‌ها توانستند ژن هر سلول و امضای کروماتین آن‌ها را به‌دست آورده و سپس دسترسی کروماتین سلول‌های مختلف در طول زمان را مقایسه کنند. «آنکی دونگ» نویسنده ارشد مقاله این مطالعه و عضو سابق گروه دکتر چونگ از که در حال حاضر مقق پسا دکترای دانشگاه آزاد بروکسل است می‌گوید: «ما نشان دادیم که محیط کروماتین سلول‌های بنیادی عضلانی جوان در طول خاموشی بسیار فشرده است، در حالی که در طی مراحل ابتدایی فعال‌سازی از حالت فشرده خارج و دسترسی به آن افزایش پیدا می‌کند. بعد به تدریج و پس از بازسازی طولانی‌مدت دوباره به الت فشرده با دسترسی پایین باز می‌گردد. این در حالی است که سلول‌های بنیادین عضلانی پیر توانایی خود را برای حفظ چنین محیط کروماتین فشرده در طول دوره خاموشی از دست می‌دهند.»

چشم انداز روشن مقابله با پیری

حالا که دانشمندان درک بهتری از آنچه بر سر یک سلول پیر می‌آید به دست آورده‌اند، راه‌های مختلفی برای مبارزه با پیری باز خواهد شد. اما آیا این به این معنی است که ما راز پیری را حل کرده ایم؟ پروفسور چونگ می‌گوید: «بله، اما نه کاملاً. اگر بتوانیم تنظیم کننده‌های اصلاحگر کروماتین را پیدا کنیم که در سلول‌های بنیادین مسن کاهش می‌یابند، این تنظیم‌گرها اهداف بالقوه‌ای برای جلوگیری از پیری خواهند بود. همین‌طور می‌توانیم مقایسه واضحی بین حالت‌های کروماتین سلول‌های بنیادی عضلانی جوان و پیر انجام دهیم و بخش‌هایی را پیدا کرده‌ایم که به طور خاص در سلول‌های بنیادین عضلانی جوان قابل دسترسی هستند. اگر بتوانیم کاری کنیم که این سلول‌های در طول پیری دسترسی به آن مناطق را حفظ کنند، آن‌وقت ممکن است بتوانیم راه‌هایی برای حفظ سلول‌های جوان و سالم برای مدت طولانی‌تری پیدا کنیم.» همچنین پرفسور چونگ می‌گوید:« مطالعه فعلی ما تغییرات در دسترسی کروماتین را در طول جداسازی و فعال سازی سلول های بنیادین توصیف می کند، اما ما در ابتدای راه هستیم. ما مشتاقانه منتظر بررسی بیشتر مکانیسم‌هایی هستیم که حالت کروماتین را در طول جداسازی و فعال‌سازی سلول‌های بنیادی عضلانی تغییر می‌دهند، و مهم است که برای فهم بهتر این مکانیسم‌ها، مطالعه را روی موجود زنده نیز تکرار کنیم.»