خانه تکانی بهاره، این بار در سلول های مغز!

خانه تکانی بهاره، این بار در سلول های مغز!

در اعماق مغز، لژیونی از سلول‌های بنیادی وجود دارد که آماده تبدیل شدن به سلول‌های مغزی و عصبی جدید در هر زمان و هر بخشی هستند که نیاز بیش تری به آن ها دارد. این سلول ها بصورت دائم در حالت آماده باش قرار دارند و برای جایگزینی های ناشی از افزایش سن و یا هرگونه آسیب و تخریب سلول های مغزی، منتظر می مانند.

امروزه با تحقیقات انجام شده، محققان دریافته اند که در مغز فرآیندی رخ می دهد که از طریق آن سلول ها و قسمت های داخلی مغز از هرگونه آلودگی پاک می­ شوند، در کنار این پاکسازی، از سلول های بنیادی که در بالا به آن ها اشاره شد، نگهداری و مراقبت می شود. همچنین در طی این فرآیند، سلول های تخریب شده یا آسیب دیده شناسایی می شوند و با سلول ها و عصب های جدید جایگزین می گردند. این فرآیند را به دلیل شباهت زیاد با آن­چه که در طبیعت، هنگام شروع بهار و همزمان با رویش مجدد گیاهان صورت می­ گیرد، اصطلاحاً "پاکسازی بهاری" می نامند.

در پژوهشی که توسط تیم U_M صورت گرفته و در Nature Neuroscience منتشر شده است، بیان کرده اند که پروتئین خاصی به نام FIP200 این فرآیند پاکسازی را در سلول های مغزی موش کنترل می کند. در حقیقت، تحقیقات آزمایشگاهی ثابت کرده اند که بدون وجود FIP200، سلول های بنیادی در حضور آلودگی ها و دیگر سلول های مغزی آسب می بینند و توانایی خود را برای تبدیل به انواع دیگر سلول و چایگزینی با آن ها از دست می دهند.

این اولین باری است که مطالعات توانسته اند بصورت دقیق نشان دهند که عملیات پاکسازی مغز یا "اتوفاژی"، برای سلول های بنیادی و حفظ سلامت انسان و موجودات زنده بسیار مهم است.

این یافته ها می توانند به توضیح اینکه چرا در پیری امکان ابتلا به بیماری های مغزی افزایش می یابد کمک کنند. چرا که با افزایش سن، سرعت و دقت فرآیند پاکسازی کاهش می یابد و علاوه بر وجود آلودگی های داخلی در مغز، توانایی بدن برای استقرار سلول های بنیادی و جایگزینی آن با قسمت های آسیب دیده کاهش پیدا می یابد. اگر این یافته ها و مطالعات گسترش پیدا کنند، و آزمایشات انجام شده بر روی موش، به سیستم عصبی انسان تعمیم داده شود، می توان راه های جدیدی برای پیشگیری یا درمان بیماری های عصبی و آسیب های مغزی پیدا کرد.

در حقیقت اتوفاژی برای بسیاری از سلول ها و نه تنها سلول های بنیادی مغز فرآیندی ضروری است و انجام مطالعات دقیق تر بر روی این فرآیند امری لازم برای پیشگیری و یا درمان سلول های سرطانی است.

به گفته محققان، با توسعه درمان های مبتنی بر سلول های بنیادی، درک نقش اتوفاژی در حفظ سلامت سلول های بنیادی و توانایی آن ها در تبدیل شدن به انواع مختلف سلول بسیار پر اهمیت است.

جون لین گوان، از ناظران تحقیقات انجام شده در این رابطه می گوید: «فرآیند تولید نورون های جدید از سلول های بنیادی و اهمیت آن در علوم زیستی در ابعاد نانو، به خوبی درک شده است. اما تا کنون مکانیسم آن در سطوح مولکولی مشخص نبود. در این مطالعات نشان داده شد که اتوفاژی چه تأثیری بر فرآیند ترمیم به وسیله سلول های بنیادی می گذارد و علت از بین رفتن این سلول ها و عدم جایگزینی بافت های آسیب دیده و کندی آن با بالا رفتن سن پس از سال ها مشخص شده است.»

همچنین او اضافه می کند: «از طریق اتوفاژی، سلول های بنیادی می توانند سطوح اکسیژن فعال را نیز تنظیم کنند. اکسیژن فعال که با نام رادیال آزاد نیز شناخته می شود، می توانند توسط یک عامل خارجی مانند سلاح های اتمی تولید و وارد بدن شود و یا در قسمت هایی از مغز که اکسیژن کافی دریافت نمی کند، آزاد شوند. سطوح بالای رادیکال های آزاد در بدن، می تواند موجب جهش ژنتیکی و تغییر در ساختار سلول ها شود؛ بنابراین، اتوفاژی می تواند از این اتفاق جلوگیری کند.»

مسیری طولانی برای کشف

گوان بیش از یک دهه است که بر روی نقش FIP200 در زیست شناسی سلولی مطالعه می کند. اگرچه او و تیمش اطلاعاتی جزئی در رابطه با فرآیند پاکسازی بهاری داشتند، اما از ارتباط آن با بیمار ها و آسیب های مغزی آگاه نبودند. آن ها با همکاری تیمی در ژاپن نشان دادند که یک عملیات ساده که برای رفع آلودگی در بدن انسان بصورت خودکار رخ می دهد، می تواند چه تأثیر عمیقی بر سلامت شخص و سیستم ایمنی او داشته باشد.

جرقه این کشف چندین سال پیش با یافته های اتفاقی تیم گوان در آزمایش سول های عصبی زده شد. آن ها در مطالعه بر روی موش ها FIP200 را حذف کردند و متوجه انقباض سریع مناطق مغزی که سلول های بنیادی در آن قرار داشت شدند.

گوان می گوید: «این نتیجه بسیار جالب تر از آن چیزی بود که انتظارش را داشتیم، هدف مطالعات ما بررسی اهمیت و چگونگی عملکرد سلول های عصبی در مغز بود، اما متوجه وجود پروتئینی اساسی شدیم که در غیاب آن عملکرد سلول ها به مرور زمان مختل می شود و دیگر کارکردی نخواهند داشت که بتوان از اهمیتش صحبت کرد.»

از سال 2010، تیم تحقیقاتی U_M تمام تلاش خود را کردند تا اهمیت FIP200 را به جوامع علمی نشان دهند. این تیم همچنان به انجام آزمایش هایی به منظور یافتن همتای FIP200 در سلول های خونی بدن و بافت های دیگر است. در صورت به ثمر رسیدن این مطالعات، علم ژنتیک به چیزی فراتر از آنچه امروزه به آن دسترسی دارد خواهد رسید و دیگر درمان انواع سرطان و بیماری های خود ایمنی دور از ذهن نخواهد بود.

گوان در این رابطه می گوید: «روشن است که اتوفاژی در تمام بافت های بدن و محافظت از انواع مختلف سلول های بنیادی بسیار مهم است. اما اطلاع از نحوه رخ دادن این فرآیند و توانایی سرعت بخشیدن به آن و گسترش عملکرد پاکسازی به منظور ترمیم کارآمد و سریع آسیب دیدگی های سلولی و عصبی، چیزی است که باید در دستور کار محققان قرار بگیرد.»

گوان در حال حاضر مشغول بررسی اثرات نقص اتوفاژی بر سلول های بنیادی در بدن انسان است. چگونگی ارتباط سلول های بنیادی با بافت های آسیب دیده و نقش اتوفاژی در محافظت از سلول های بنیادی و حذف سلول های آسیب دیده به عنوان آلودگی موجود در یک بافت و میزان توانایی اتوفاژی در تشخیص سلول های جهش یافته و یا آسیب دیده، دیگر اهداف تحقیقات گوان هستند. یکی از یافته های منتشر شده توسط او، تأثیر مستقیم حذف FIP200 بر کاهش فعالیت ژن سرکوب کننده تومور (p53) در انواع سرطان ها، بویژه سرطان سینه را نشان می دهد.

این کشف جدید که پس از 15 سال تحقیق و با سرمایه گذاری کلان از سمت مؤسسه ملی بهداشت آمریکا صورت گرفت، بیانگر اهمیت سرمایه گذاری در علوم آزمایشگاهی و نقش دولت ها در پیشرفت تحقیقات است.