پژوهشگران دانشکده پزشکی ایکان (Icahn School of Medicine at Mount Sinai) موفق شدند با اصلاح لیزوزوم­­­­­­­­­­­­­­­ها روند پیری سلول‌های بنیادی خون‌ساز را در موش‌ها معکوس کنند. نتایج این مطالعه که در نشریه Cell Stem Cell منتشر شده است، نشان می‌دهد اختلال و بیش‌فعالی لیزوزوم‌ها یکی از عوامل اصلی پیری سلول‌های بنیادی است و بازگرداندن عملکرد طبیعی این ساختارها می‌تواند سلول‌های پیر را جوان‌سازی کرده و توانایی آن‌ها را در بازسازی سلول‌های خون و سیستم ایمنی بهبود بخشد.

نقش حیاتی لیزوزوم­ها در سلامت سلولی

لیزوزوم‌ها به‌عنوان مرکز بازیافت سلولی شناخته می‌شوند. این اندامک‌ها پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات‌ها و لیپیدها را تجزیه کرده و به سلول کمک می‌کنند مواد زائد را دفع و ترکیبات ضروری را بازیافت کند. همچنین، لیزوزوم‌ها در ذخیره و آزادسازی مواد مغذی نقش دارند و از این طریق تعادل متابولیکی سلول را در فرآیندهای کاتابولیسم و آنابولیسم حفظ می‌کنند.

این پژوهش بر سلول‌های بنیادی خون‌سازHematopoietic Stem Cells - HSCs)) متمرکز بود؛ سلول‌هایی که در مغز استخوان قرار دارند و منشأ تمامی سلول‌های خونی و ایمنی بدن هستند. هدایت این مطالعه را دکتر ساقی غفاری، استاد زیست‌شناسی سلولی، تکوینی و بازساختی در دانشکده پزشکی ایکان برعهده داشت.

با افزایش سن، این سلول‌های بنیادی به‌تدریج توانایی خود را برای ترمیم و بازسازی سیستم خونی از دست می‌دهند. این موضوع سبب تضعیف سیستم ایمنی و افزایش آسیب‌پذیری سالمندان در برابر عفونت‌ها می‌شود. همچنین، پیری این سلول‌ها با بروز خونسازی کلونال مرتبط است؛ وضعیتی پیش‌بدخیم و بدون علامت که خطر ابتلا به سرطان‌های خونی و بیماری‌های التهابی را افزایش می‌دهد و شیوع آن با افزایش سن بیشتر می‌شود.

بازگرداندن سلول‌های بنیادی پیر به وضعیت جوان

پژوهشگران دریافتند که لیزوزوم‌های موجود در سلول‌های بنیادی پیر بیش از حد اسیدی، آسیب‌دیده، تحلیل‌رفته و بیش‌فعال هستند. این تغییرات موجب برهم خوردن تعادل متابولیکی و بی‌ثباتی اپی‌ژنتیکی سلول‌ها می‌شود.

تیم تحقیقاتی با بهره‌گیری از فناوری  single-cell transcriptomics و آزمون‌های عملکردی نشان دادند که مهار بیش‌فعالی لیزوزوم‌ها با استفاده از مهارکننده آنزیم vacuolar ATPase می‌تواند سلامت لیزوزومی را بازگرداند و عملکرد سلول‌های بنیادی خون‌ساز پیر را بهبود دهد.

پس از درمان، سلول‌های بنیادی پیر رفتاری مشابه سلول‌های جوان از خود نشان دادند. آن‌ها توانایی بازسازی مؤثر، تولید متعادل سلول‌های خونی و ایمنی و نیز ایجاد سلول‌های بنیادی سالم جدید را بازیافتند. همچنین بهبود در متابولیسم، عملکرد میتوکندری، الگوهای اپی‌ژنتیکی سالم‌تر، کاهش التهاب و کاهش سیگنال‌های التهابی مخرب در سراسر بدن مشاهده شد.

پژوهشگران همچنین رویکرد درمانی برون تنی را آزمایش کردند؛ روشی که در آن سلول‌ها از بدن خارج، در آزمایشگاه اصلاح و سپس به بدن بازگردانده می‌شوند. نتایج نشان داد درمان سلول‌های بنیادی پیر با مهارکننده لیزوزومی، ظرفیت خون‌سازی آن‌ها را در حیوانات زنده بیش از هشت برابر افزایش داده است. این بهبود با کاهش مسیرهای التهابی و سیگنال‌های مرتبط با اینترفرون همراه بود. به گفته محققان، لیزوزوم‌های سالم‌تر پردازش DNA میتوکندریایی را بهبود بخشیده و از فعال شدن مسیر ایمنی cGAS-STING ــ که در التهاب و پیری سلول‌های بنیادی نقش مهمی دارد ــ جلوگیری می‌کنند.

افق‌های نوین در درمان اختلالات خونی مرتبط با سن

این یافته‌ها می‌تواند زمینه‌ساز توسعه درمان‌های جدید برای پیشگیری یا معکوس کردن اختلالات خونی وابسته به سن باشد. همچنین، بهبود نتایج پیوند سلول‌های بنیادی در سالمندان و ارتقای روش‌های آماده‌سازی در ژن‌درمانی از دیگر کاربردهای بالقوه این دستاورد است.

جهت مطالعه بیشتر به لینک زیر مراجعه نمائید:

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1934590925004059