به گزارش آماج، پژوهشگران دانشگاه بن آلمان موفق شده‌اند سلول‌های پیش‌ساز خون یک فرد ۸۰ ساله را به سلول‌های بنیادی عصبی تبدیل کنند؛ سلول‌هایی که بر اساس بررسی ساعت‌های اپی‌ژنتیکی، سن مولکولی آن‌ها کمتر از ۲۰ سال برآورد شده است. این دستاورد می‌تواند ابزار تازه‌ای برای مطالعه فرایند پیری سلول‌های مغزی و بررسی بیماری‌های مرتبط با افزایش سن فراهم کند.
نتایج این پژوهش در مجله علمی Aging Cell منتشر شده است. اهمیت روش جدید در آن است که پژوهشگران برای تبدیل سلول‌های خونی به سلول‌های بنیادی عصبی، مرحله معمول تبدیل سلول به سلول بنیادی پرتوان را کنار گذاشته‌اند؛ رویکردی که به آن‌ها اجازه داده فرایند جوان‌شدن مولکولی سلول‌ها را در طول زمان دنبال کنند.
چگونه می‌توان سلول‌های تخصص‌یافته را به سلول‌های بنیادی تبدیل کرد؟
در بدن انسان، سلول‌ها در جریان رشد به انواع تخصص‌یافته‌ای مانند سلول‌های خونی، عصبی و عضلانی تبدیل می‌شوند. هر نوع سلول وظیفه مشخصی دارد و معمولاً نمی‌تواند به‌سادگی به نوع دیگری از سلول تبدیل شود.
دانشمندان با استفاده از ترکیبی از عوامل رونویسی، یعنی پروتئین‌هایی که فعالیت ژن‌ها را تنظیم می‌کنند، می‌توانند بخشی از این مسیر تخصص‌یافتگی را معکوس کنند. در روش‌های متداول، سلول تخصص‌یافته ابتدا به سلول بنیادی پرتوان القایی تبدیل می‌شود؛ سلولی که توانایی تبدیل‌شدن به انواع مختلف سلول‌های بدن را دارد. سپس می‌توان آن را به سمت یک نوع سلولی مشخص هدایت کرد.
بازگشت سلول به وضعیت پرتوان معمولاً با تغییراتی در الگوهای اپی‌ژنتیکی آن همراه است. این الگوها بر نحوه فعال یا غیرفعال‌شدن ژن‌ها تأثیر می‌گذارند و می‌توانند اطلاعاتی درباره سن زیستی سلول ارائه کنند.
روش تازه چه تفاوتی دارد؟
در پژوهش دانشگاه بن، محققان توانستند سلول‌های پیش‌ساز خون را بدون عبور از مرحله میانی سلول بنیادی پرتوان، مستقیماً به سلول‌های بنیادی عصبی تبدیل کنند. بر اساس گزارش پژوهشگران، سلول‌های حاصل از این فرایند از نظر ساعت اپی‌ژنتیکی، سنی کمتر از ۲۰ سال داشتند؛ درحالی‌که سلول‌های اولیه از فردی ۸۰ ساله گرفته شده بودند.
الیور بروستله، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفته است که شواهد موجود نشان می‌دهد جوان‌سازی اپی‌ژنتیکی با تغییراتی در رفتار سلول‌ها نیز همراه است و سلول‌های حاصل می‌توانند ویژگی‌هایی شبیه سلول‌های جوان‌تر نشان دهند.
البته باید توجه داشت که سن اپی‌ژنتیکی، شاخصی مولکولی برای برآورد وضعیت زیستی سلول است و با سن تقویمی فرد یا جوان‌شدن کل بدن تفاوت دارد. این نتایج به معنای آن نیست که مغز فرد ۸۰ ساله به مغز یک فرد زیر ۲۰ سال تبدیل شده یا می‌توان با این روش پیری انسان را معکوس کرد.
چرا دنبال‌کردن جوان‌سازی در طول ۱۰۰ روز اهمیت دارد؟
یکی از ویژگی‌های مهم این روش، تدریجی‌بودن تغییرات سلولی است. از آنجا که پژوهشگران از مرحله سلول بنیادی پرتوان عبور نکرده‌اند، می‌توانند فرایند تغییر ساعت‌های اپی‌ژنتیکی را در یک دوره حدوداً ۱۰۰ روزه بررسی کنند.
بروستله توضیح داده است که چنین بازه زمانی طولانی‌ای برای مطالعه آزمایشگاهی مناسب است؛ زیرا پژوهشگران می‌توانند بررسی کنند چه عوامل یا ترکیباتی روند جوان‌سازی مولکولی را سریع‌تر یا کندتر می‌کنند.
این قابلیت به دانشمندان کمک می‌کند مراحل مختلف تغییرات سلولی را با جزئیات بیشتری بررسی کنند و مشخص کنند کدام فرایندهای زیستی در کاهش سن اپی‌ژنتیکی نقش دارند. همچنین ممکن است امکان ارزیابی ترکیباتی را فراهم کند که در آینده برای پژوهش درباره پیری سلول‌های عصبی اهمیت پیدا می‌کنند.
ارتباط این دستاورد با بیماری آلزایمر چیست؟
افزایش سن یکی از مهم‌ترین عوامل خطر برای بیماری‌های تحلیل‌برنده دستگاه عصبی، از جمله آلزایمر، به شمار می‌رود. بااین‌حال، سازوکارهای مولکولی پیری سلول‌های عصبی و ارتباط آن‌ها با بروز این بیماری‌ها هنوز به‌طور کامل شناخته نشده‌اند.
روش جدید می‌تواند مدلی آزمایشگاهی در اختیار پژوهشگران قرار دهد تا تغییرات مرتبط با افزایش سن را در سلول‌های بنیادی عصبی بررسی کنند. دانشمندان ممکن است از این مدل برای مطالعه مسیرهای مولکولی دخیل در پیری و ارزیابی اثر مواد مختلف بر این فرایند استفاده کنند.
با وجود این، یافته‌های فعلی به معنای کشف درمانی برای آلزایمر یا دیگر بیماری‌های عصبی نیست. تبدیل موفق سلول‌های خونی به سلول‌های بنیادی عصبی با سن مولکولی پایین‌تر، تنها یکی از مراحل پژوهش است و کاربرد درمانی احتمالی آن به بررسی‌های بیشتر درباره ایمنی، عملکرد و پایداری سلول‌ها نیاز دارد.
گامی برای شناخت بهتر پیری سلولی
دستاورد پژوهشگران دانشگاه بن نشان می‌دهد می‌توان بدون عبور از مرحله سلول بنیادی پرتوان، سلول‌های پیش‌ساز خون را به سلول‌های بنیادی عصبی تبدیل کرد و تغییرات اپی‌ژنتیکی آن‌ها را در طول زمان زیر نظر گرفت. این رویکرد می‌تواند به شناخت دقیق‌تر سازوکارهای پیری سلول‌های عصبی کمک کند.
بااین‌حال، جوان‌ترشدن ساعت مولکولی سلول‌ها با جوان‌سازی مغز یا درمان بیماری‌های وابسته به سن یکسان نیست. ارزش اصلی این دستاورد در حال حاضر، فراهم‌کردن ابزار پژوهشی تازه‌ای برای مطالعه پیری در سطح سلولی است؛ ابزاری که شاید در آینده به درک بهتر بیماری‌های تحلیل‌برنده عصبی منجر شود.
برای دنبال‌کردن تازه‌ترین دستاوردهای علمی در حوزه زیست‌شناسی، مغز و سلامت، به آماج مراجعه کنید.
