مگسهای سرکه یک استراتژی جدید دفاعی برای مقابله با استرس اکسیداتیو دارند

18فوریه 2020 - استرس اکسیداتیو بر همه ی موجودات زنده تأثیر می گذارد و به نظر می رسد آسیب های ناشی از آن در سرطان، دیابت، بیماری آلزایمر و تعدادی دیگر از شرایط سلامتی نقش داشته باشند. برخی از حیوانات استراتژی های قابل توجه و حتی افراطی، برای مبارزه با اثرات استرس اکسیداتیو در اختیار دارند. محققانEPFL[1] مشاهده نمودند که تحت استرس اکسیداتیو حاد، مگس های متعلق به جنسDrosophila ، که معمولاً به عنوان مگس های میوه شناخته می شوند، چربی ها یا لیپیدهای آسیب زا را از خون خود خارج کرده و دفع می کنند. این یافته ها در ژورنال Immunity منتشر شده است.

مانند انسان، مگسهای میوه، مولکولهایی به نام گونه های اکسیژن فعال (ROS) تولید می کنند، که رادیکال های آزاد از این گروه هستند. اگرچه آنها به دلیل آسیب هایی که به سلول های ما وارد می کنند، شهرت بدی دارند، اما این مولکول ها دارای اثرات مفیدی مانند هشدار به سیستم ایمنی بدن برای مقابله با عفونت یا ترمیم بافت آسیب دیده، نیز هستند.

در شرایط عادی، اثرات مضر آنها توسط مکانیسمهای دفاعی طبیعی سلولهای ما و با وجود آنتی اکسیدان هایی مانند ویتامین هایC و E خنثی می شوند. اما عوامل بیماری زا، مانند سیگار کشیدن و اشعه ی ماوراء بنفش می توانند با تولیدبیش از حد  ROS، -فراتر از توان دفاع طبیعی بدن برای مقابله با آن-، این تعادل ظریف را در نهایت بشکنند.

تیمEPFL ، به سرپرستی پرفسور Bruno Lemaitre، پس از مشاهده اینکه مگسهای جهش یافته در آزمایشگاه، پس از قرار گرفتن در معرض یک پاتوژن معمولاً خوش خیم، پس از چند روز می میرند، به بررسی استراتژی دفاعی ناشناخته ی مگسهای میوه علیه  ROSپرداختند.

تحقیقات اولیه دلیل این امر را نشان داد: مگسهای میوه معمولاً یک پروتئین متصل شونده به چربی را در کلیه های خود تولید می کنند، اما جهش یک ژن سبب از بین رفتن این توانایی در مگس های تغییر یافته ژنتیکی شده و موجب می گردد مگسها بمیرند. محققان به دلیل افتادن سریع مگسهای جهش یافته، اسم این ژن جهش یافته و پروتئین مربوط به آن را به افتخار فوتبالیست مشهور ایتالیایی "مارکو ماترازی"، که در بازی فینال جام جهانی 2006 ، پس از دشنام به زیدان و درگیری با او به زمین افتاد اما سبب اخراج زیدان از بازی و در نهایت برد تیم ایتالیا در ضربات پنالتی شد، ماترازی گذاشتند.

مکانیسم قبلاً ناشناخته

در این مرحله، تیم هنوز ارتباطی بین مرگ مگس ها، جهش ژنتیکی و استرس اکسیداتیو برقرار نکرده بود. پروفسور Lemaitre، توضیح داد: ما از آنچه کشف کردیم دچار حیرت شدیم، ما به دنبال پاسخ به این سوال بودیم که " چرا مگسهای میوه ی جهش یافته تحت استرس ناشی از یک پاتوژن می میرند، آیا فقط به دلیل اینکه نمی توانند یک پروتئین متصل شونده به چربی را در کلیه های خود تولید کنند؟"

پاسخ در مکانیسم ثانویه ی استرس اکسیداتیو قرار داشت که توسط آن رادیکالهای آزاد به لیپیدها در خون حمله می کنند و ترکیبات سمی و حتی خطرناکتری نسبت به ROS تولید می کنند. این فرایند خود جاودان سازی[2]، به "پراکسیداسیون لیپیدها" معروف است و باید با هر هزینه ای که شده است، تحت کنترل قرار گیرد.

مگسهای میوه یک روش ساده و در عین حال مؤثر برای متوقف کردن این فرآیند از کنترل خارج شده، دارند: آنها یک قسمت از معادله را حذف می کنند. برخی عوامل استرس زا باعث می شوند که کلیه های مگس میوه، تولید پروتئین ماترازی را آغاز کنند، که به چربی های خون متصل شده، و آنها را از طریق مدفوع دفع می کنند.

دکترXiaoxue Li ، دانشمند گروه پروفسور Lemaitre و نویسنده ی اصلی مقاله می گوید: "همانطور که در مگسهای جهش یافته مشاهده نمودیم، این مکانیسم واقعاً تعیین کننده مرگ و زندگی برای یک حشره ی تحت استرس است."

دانشمندان گمان می کنند که همین مکانیسم می تواند نقش مهمی در سایر حشرات و حتی شاید در حیوانات دیگر داشته باشد. مطالعات قبلی تاثیر یک آلرژن را در مرگ سوسک ها نشان داد که شباهت های زیادی با پروتئین ماترازی دارد.

پروفسور Lemaitre، افزود: "دقیقاً مانند مگسهای مطالعه ی ما، همه موجودات زنده باید با آسیب استرس اکسیداتیو مقابله کنند، من تعجب نخواهم کرد که این موضوع به یک مسئله مهم بهداشت عمومی تبدیل شود."

منبع:

Li, X., et al. (2020) Renal purge of hemolymphatic lipids prevents the accumulation of ROS-induced inflammatory oxidized lipids and protects Drosophila from tissue damage. Immunity. doi.org/10.1016/j.immuni.2020.01.008.

https://www.news-medical.net/news/20200218/Fruit-flies-have-a-new-defense-strategy-to-deal-with-oxidative-stress.aspx