کشف جدید در مورد چگونگی شکل گیری اعضای بدن به دانشمندان برای ابداع درمان های جدید برای دیابت و سرطان کمک می کند

14مارس 2019- در یک مطالعه ی جدید، محققان دانشگاه کپنهاگ کشف کردند که سرنوشت یک نوع خاص از سلول های بنیادی نابالغ - که به نام سلول های پیش ساز نیز شناخته می شود - بستگی به مقدار یک پروتئین خاص و تعامل با دیگر سلول های بدن دارد. این مطالعه ی جدید به تازگی در مجله علمیDevelopmental Cell  منتشر شده است.

بسیاری از بیماری ها به دلیل از دست دادن سلول های خاصی مانند سلول های بتا(تولید کننده ی انسولین) در دیابت یا اختلال در عملکرد سلول ها در سرطان ایجاد می شوند. محققان سلول های بنیادی، برای سالها تلاش کرده اند تا انواع سلول های سالم را به بدن باز گردانند. با این حال، سوال این است که چگونه می توان سلول های بنیادی را مجبور کرد که در یک ظرف آزمایشگاه همان طور که در بدن هستند، رفتار کنند.

دانشمندان به مکانیسمی که می تواند توسعه ی سلولی را کنترل کند، نزدیک تر شدند

محققان آزمایشگاه پرفسور Henrik Sembدر دانشگاه کپنهاگ به بررسی چگونگی رشد سلولهای بتا به طور طبیعی در پانکراس در مرحله ی جنینی پرداختند، تا بتوانند این روند را در آزمایشگاه تکرار کنند.

پرفسور Semb، استاد و مدیر اجراییNovo Nordisk در بنیاد زیست شناسی سلول های بنیادی، DanStem، در دانشگاه کپنهاگ گفت: ما بررسی کردیم که چه مقدار از سلولهای پیش ساز در هنگام تشکیل پانکراس در جنین شروع به حرکت به این ناحیه می کنند و آیا سفر آنها به مناطق مجزا (به اصطلاح فرو رفتگی ها یا nichها) درون ارگان می تواند تعیین کننده ی نوع سلولی باشد که در نهایت به آن تبدیل می شوند؟

پرفسور Semb گفت: ما کشف کردیم که پیش از آنکه سلولهای پیش ساز تصمیم بگیرند که سرنوشت نهایی آنها چه باشد، بسیار زیاد به اطراف حرکت می کنند، ما همچنین توانستیم نشان دهیم که حرکت آنها به نیچ های خاص، جایی که آنها سرنوشت نهایی خود را به دست می آورند، بر اساس میزان تولید پروتئینی توسط آنها است کهP120ctn  نام دارد. با درک این مکانیزم، ما می توانیم روش هایمان را برای ساختن نوع سلول صحیح از سلول های بنیادی در ظرف آزمایشگاه برای درمانهای جایگزین سلولی برای بیماری هایی مانند دیابت نوع 1 اصلاح کنیم. همچنین درک جدیدی از نحوه ی جلوگیری از گسترش سرطان، بدست آوردیم.

سرنوشت سلول بر اساس میزان چسبیدگی سلول دیکته می شود

احیای عملکرد اندامهای ناکارآمد، نیاز به درک نحوه ی تکوین شکل ارگان در دوره ی جنینی و تاثیر آن بر سرنوشت سلول دارد. تحقیقات قبلی نتایج متناقضی را ارائه داده اند. بعضی از نتایج نشان می دهد که سرنوشت آینده ی سلول های پیش ساز از قبل تعیین شده است، به این معنی که سرنوشت آنها قبل از رسیدن به محل نهایی خود، به ارث برده می شود، در حالی که نتایج سایر تحقیقات نشان می دهند که سرنوشت آنها مقصد نهایی آنها در محیط تعیین می شود.

نویسنده ی نخست این مطالعهپرفسور Pia Nyeng، استاد DanStem در دانشگاه کپنهاگ توضیح داد: بنابراین ما تصمیم گرفتیم که به بررسی دقیق تر این که چگونه سلول های پیش ساز در اطراف حرکت می کنند و اینکه آیا حرکات آنها با سرنوشت نهایی آنها هماهنگ است یا خیر، بپردازیم. ما فیلم های سه بعدی حرکت و رفتار سلول های پیش سازی را که با رنگ فلورسنت نشاندار شده بودند از پانکراس اولیه ضبط کرده و متوجه شدیم که سلول های پیش ساز قبل از تصیم گیری برای سرنوشت نهایی خود، بطور مداوم موقعیت خود را برای شکل دادن به ساختار پانکراس، تغییر می دهند.

پرفسور Pia Nyeng گفت: این مشاهدات دقیقا نشان می دهد که سرنوشت سلول های پیش ساز به طور پیش فرض تعیین نشده است، بلکه به وضوح توسط نیچ هایی تعیین می شود که مقصد نهایی آنها است. سوال بعدی این بود که کنترل موقعیت نهایی سلول ها در ارگان چگونه صورت می گیرد؟ ما دریافتیم که یک پروتئین سیگنالینگ، بنام P120ctn، نقش مهمی در تعیین موقعیت نهایی این سلولها بازی می کند.

این پروتئین بر چسبندگی بین سلولها(stickiness) تاثیر می گذارد. سلول هایی که مقادیر بالایی ازP120ctn  را تولید می کنند در مقایسه با سلول هایی که مقادیر کمی ازآنرا تولید می نمایند، چسبنده تر هستند.

پرفسور Nyeng گفت: ما مشاهده کردیم که سلول هایی که مقادیر زیادی از P120ctn را تولید می کنند، در قسمت مرکزی پانکراس باقی می مانند، در حالی که سلول هایی با بیان کمتر P120ctn به سمت حاشیه ی پانکراس مهاجرت می کنند. برای آزمایش این تئوری، ما چسبندگی چند سلول پیش ساز را در بخش مرکزی پانکراس با غیر فعال کردن ژن کدکننده ی P120ctn کاهش دادیم. با ضبط فیلم برای تجزیه و تحلیل رفتار این سلول ها ما شاهد بودیم که آنها به بخش محیطی لوزالمعده مهاجرت کرده و به سلولهای آسینار تولید کننده ی آنزیم تبدیل شدند.

ممکن است بتوانیم متاستاز را کند کنیم

گسترش سرطان به شدت با کاهش خواص چسبندگی سلول های سرطانی مرتبط است. کاهش چسبندگی، به سلولهای سرطانی در یک عضو اجازه می دهد تا نیچ خود را ترک کرده و به بافت های اطراف آن، از جمله رگ های خونی رفته، تا به سایر اندام ها متاستاز و حمله کنند. بنابراین تحقیقات سرطان بر جلوگیری از کاهش چسبندگی و یا بازسازی و افزایش چسبندگی در سلول های سرطانی بدون هیچ گونه نگرانی در مورد این که این کار ممکن است چسبندگی سلولهای سرطانی را نسبت به سلول های سالم افزایش دهد، متمرکز شده است.

پرفسور Pia Nyeng گفت: آزمایشات ما نشان می دهد که آنچه سبب جداسازی سلول ها می شود تفاوت ذاتی آنها در میزان چسبندگی است. این نشان می دهد که خصوصیات چسبندگی یک سلول فی النفسه، تعیین کننده ی جدا شدن آن نیست( و حمله به بافت همسایه در سرطان) بلکه چسبندگی نسبی آن به سلول های همسایه است که نقش تعیین کننده دارد. بنابراین، برای مقابله با متاستاز، در درمانهای سرطان باید بر بازگرداندن میزان چسبندگی طبیعی بین سلولها تمرکز کنیم.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20190314/New-discovery-of-how-organs-form-helps-scientists-to-develop-treatments-for-diabetes-cancer.aspx