27آوریل 2022 - پستانداران به طور معمول نمی توانند اندام های خود را به خوبی مهره داران دیگر مانند ماهی و مارمولک بازسازی کنند. اکنون، دانشمندان موسسه ی سالک، راهی برای باز تنظیم جزئی سلولهای کبد به حالتهای جوانتر پیدا کردهاند که به آنها اجازه میدهد بافت آسیبدیده را با سرعتی سریعتر از آنچه قبلا مشاهده شده بود، بهبود بخشند. نتایج این تحقیق که در 26 آوریل 2022 درCell Reports منتشر شد، نشان میدهد که استفاده از مولکولهای برنامهریزی کننده ی مجدد میتواند رشد سلولی را بهبود بخشد و منجر به بازسازی بهتر بافت کبد در موشها شود.
پروفسور خوان کارلوس ایزپیسوآ بلمونته، نویسنده ی راهبر این مقاله، از آزمایشگاه بیان ژن در Salk، گفت: ما هیجان زدهایم که برای ترمیم سلولهای آسیبدیده ی کبد گامهای موثری برداشته ایم، زیرا روزی، رویکردهایی مانند این میتواند به جایگزینی کل اندام گسترش یابد. یافتههای ما میتواند به توسعه درمانهای جدید برای عفونت، سرطان و بیماریهای ژنتیکی کبد و همچنین بیماریهای متابولیک مانند استئاتوهپاتیت غیرالکلی(NASH) منجر شود.
همین گروه از محققان قبلا نشان داده بودند که چگونه چهار مولکول برنامهریزی کننده ی مجدد سلولی شامل: Oct-3/4، Sox2،Klf4 و c-Myc، که "عوامل Yamanaka" نیز نامیده میشوند، میتوانند روند پیری را کند کرده و ظرفیت بازسازی بافت عضلانی را در موشها بهبود بخشند. در مطالعه ی اخیر، آنها از عوامل یاماناکا استفاده کردند تا ببینند که آیا میتوانند اندازه کبد را افزایش دهند و عملکرد کبد را بهبود بخشند و در عین حال طول عمر موشها را افزایش دهند. این فرآیند شامل تبدیل بخشی از سلولهای کبدی بالغ به وضعیت "جوانتر" است که باعث رشد سلولی میشود.
ماکو یاماموتو، یکی از محققان آزمایشگاه پرفسور ایزپیسوآ بلمونته، گفت: برخلاف سایر اندامهای ما، کبد از نظر ترمیم بافت آسیبدیده، بهتر عمل می کند. برای اینکه بفهمیم آیا میتوان بازسازی بافت پستانداران را افزایش داد، ما کارآیی عوامل یاماناکا را در مدل کبد موش آزمایش کردیم.
مسئله ای که بسیاری از محققان در این زمینه با آن روبرو هستند این است که چگونه بیان عوامل مورد نیاز برای بهبود عملکرد سلولی و جوان سازی را کنترل کنند، زیرا برخی از این مولکول ها می توانند باعث رشد بی رویه سلولی مانند سرطان شوند. برای دور زدن این موضوع، تیم Izpisua Belmonte از پروتکل کوتاهمدت فاکتورYamanaka استفاده کردند که در آن موشها تنها یک روز تحت درمان با این عوامل قرار گرفتند. سپس این تیم با گرفتن نمونههای دورهای و نظارت دقیق بر نحوه تقسیم سلولی در چندین نسل، فعالیت سلولهای کبدی تا حدودی مجددا برنامهریزیشده را دنبال کردند. حتی پس از نه ماه - که معادل تقریباً یک سوم از طول عمر حیوان است - هیچ یک از موش ها تومور نداشتند.
توموآکی هیشیدا، همکار سابق فوق دکترا در آزمایشگاه پرفسور Izpisua Belmonte و دانشیار کنونی دانشگاه پزشکی واکایاما در ژاپن، گفت: عوامل یاماناکا واقعاً یک شمشیر دو لبه هستند. از یک طرف، آنها پتانسیل افزایش بازسازی کبد در بافت آسیب دیده را دارند، اما جنبه منفی آنها این است که می توانند تومور ایجاد کنند. ما بسیار خرسندیم که پروتکل القایی کوتاه مدت ما، اثرات خوب بدون عوارض ناخواسته ای مانند سرطان را به دنبال داشت.
دانشمندان در حین مطالعه ی مکانیسم برنامه ریزی مجدد در یک ظرف آزمایشگاهی به کشف دومی دست یافتند: ژنی به نامTop2a ، در برنامه ریزی مجدد سلول های کبدی نقش دارد و یک روز پس از درمان کوتاه مدت با فاکتور یاماناکا، بسیار فعال نسخه برداری می شود. Top2a، آنزیمی را به نام Topoisomerase 2a کد می کند که به شکستن و پیوستن مجدد رشته های DNA کمک می کند. هنگامی که محققان ژنی را که میزان توپوایزومراز 2a را کاهش میداد، مسدود کردند، شاهد کاهش 40 برابری در نرخ برنامهریزی مجدد سلولی بودند که منجر به تولید بسیار کمتر سلولهای جوان شد. نقش دقیقی که Top2a در این فرآیند ایفا می کند، حوزه تحقیقاتی آینده است.
پروفسور ایزپیسوآ بلمونته، گفت: هنوز کار زیادی باید انجام شود تا بتوانیم اساس مولکولی زیربنای رویکردهای برنامه ریزی جوانسازی سلولی را درک کنیم. این یک نیاز ضروری برای توسعه درمانهای پزشکی مؤثر و جهانی و معکوس کردن اثرات بیماریهای انسانی است.
منبع:
https://www.news-medical.net/news/20220427/Cellular-reprogramming-can-lead-to-better-liver-tissue-regeneration-in-mice.aspx