بدن ما روشهای اسرارآمیز زیادی برای ترمیم بافتهای آسیبدیده خود دارد.
پژوهشگران مدتها گمان میکردند که بافتها با ازبینرفتن سلولهای بنیادی دچار آسیب دائمی میشوند. اما مطالعه جدید پژوهشگران اسرائیلی خلاف این را نشان میدهد. بدن میتواند ساعت بیولوژیکی سلولهای پیر را به عقب برگرداند، آنها را به سلولهای بنیادی جدید تبدیل کرده و خودش را از درون ترمیم کند.
پژوهشگران متوجه شدند که میتوانند سلولهای پیر قرنیه را از نو به سلولهای بنیادی تبدیل کرده و بافت آسیبدیده را ترمیم کنند؛ امری که نشان میدهد بدن میتواند خودش را به شکلهای مختلف بازسازی کند.
دستگاه ایمنی یکی از عوامل اصلی این فرایند است: ماکروفاژها- سلولهایی که برای مقابله با عفونت در محل آسیب تجمع میکنند- با ارسال سیگنال به سلولهای پیر باعث میشوند که آنها از نو به حالت بنیادی خود بازگردند. اگر پژوهشگران بتوانند کنترل این فرایند طبیعی را به دست بگیرند، نیاز بیماران به عمل پیوند در درمان بیماریهایی که موجب نابینایی، ناتوانی یا بیماریهای مزمن میشوند به حداقل میرسد.
بازتنظیم سلولها برای ترمیم بدن
در این مطالعه که بهتازگی در نشریه نیچر کامیونیکیشنز انتشار یافته است، پژوهشگران از نشانگرهای رنگی برای علامتگذاری سلولهای بنیادی قرنیه موشها استفاده کردند تا رفتار این سلولها را در طول زمان زیر نظر بگیرند و با حذف سلولهای بنیادی بررسی کنند که آیا بافت قرنیه همچنان توانایی ترمیم خود را دارد یا خیر.
پایش لحظهای نشان داد که سلولهای بنیادی حاشیه قرنیه معمولاً دو مرتبه در هفته تقسیم میشوند و سلولهای جدیدی میسازند که با افزایش سن به مرکز چشم متمایل میشوند.
پژوهشگران بررسی کردند که سلولهای بالغ چشم از چه طریقی به حالت بنیادی بازمیگردند. آنها ناحیه اصلی سلولهای بنیادی لیمبال را بهطور کامل حذف کردند؛ همان حلقه بیرونی چشم که سلولهای بنیادی موشها در آن قرار دارند.
آنها با حذف این ناحیه باعث شدند که چشم موشها با استفاده از سلولهای بالغ باقیمانده قرنیه دست به ترمیم خود بزند و سازگاری این سلولها را هم بررسی کردند. پژوهشگران دریافتند که سلولهای بالغ الگوی مولکولی خود را تغییر دادند و به حالت بنیادی خود بازگشتند که از بازتنظیم سلولی حکایت دارد.
یکی از عوامل اصلی این فرایند، دستگاه ایمنی بدن و بهویژه سلولهای ایمنی موسوم به ماکروفاژها هستند. این سلولها برای جلوگیری از عفونت به محل آسیب میروند و سیگنالهایی آزاد میکنند که باعث جوانسازی سلولهای پیر و بازگشت آنها به حالت بنیادی میشود.
روبی شالومفوئرشتاین، نویسنده مطالعه حاضر، در بیانیهای گفت: «از اینکه دیدیم قرنیه میتواند خودش را حتی بعد از نابودی سلولهای بنیادی ترمیم کند شگفتزده شدیم.»
شالومفوئرشتاین افزود: «فرایند ترمیم با تبدیل سلولهای بالغ و پیر به سلول بنیادی انجام میگیرد که میتوانند سالها به فعالیت خود ادامه دهند و از بروز بیماری جلوگیری کنند.»
پیشتر تصور میشد که فرایند بازسازی صرفاً در موجوداتی انجام میگیرد که قادر به بازسازی اندامهای ازدسترفته خود هستند، اما یافتههای جدید نشان میدهند که جانداران پیچیده از جمله موشها و انسانها هم چنین قابلیتی دارند.
این یافتهها عمدتاً با اتکا به آزمایش موشها و از طریق بررسی سلولهای آنها به دست آمدهاند، اما پژوهشگران در مطالعات آزمایشگاهی خود از سلولهای پوششی قرنیه انسان استفاده کردند تا یافتههای خود را اعتبارسنجی کنند.
پژوهشگران سایتوکینهای آزادشده از ماکروفاژها را در آزمایشگاه روی قرنیه انسان آزمایش کردند و دریافتند که سلولهای قرنیه به سلولهای بنیادی شباهت پیدا میکنند که نشان میدهد سازوکار بیولوژیکی فرایند ترمیم سلولی در موشها و انسانها یکسان است.
حتی وقتی سلولهای بنیادی از بین رفته بودند، بافت قرنیه توانست خودش را ترمیم کند و سلولهای جدیدی بسازد که قبل از آزمایش هیچ شباهتی به سلولهای بنیادی نداشتند. سلولهای بالغ و پیر تحت تأثیر سیگنال سلولهای ماکروفاژ به سلولهای بنیادی تبدیل شدند و توانستند سالها به فعالیت خود ادامه دهند.
پژوهشگران گفتند در مطالعات آتی باید بررسی شود که آیا سایر سلولهای بالغ هم چنین قابلیتی دارند یا خیر. این نخستین مطالعهای است که نشان میدهد سلولهای بالغ میتوانند به حالت بنیادی خود بازگردند.
دورنمای درمان مشکلات چشمی
قرنیه خودش را به کمک اندوخته کوچک سلولهای بنیادی نوسازی میکند؛ ذخیرهای که در حایشه چشم و در ناحیهای به نام لیمبوس قرار گرفته است.
اگر سلولهای بنیادی بر اثر سوختگی شیمیایی، عفونت شدید یا بیماریهای ژنتیکی از بین بروند، قرنیه دیگر نمیتواند خودش را بازسازی کند و دید فرد تار و کدر میشود.
دکتر کریشنا سوراپاننی، چشمپزشک و جراح آبمروارید، قرنیه و عیوب انکساری چشم، که نقشی در این مطالعه نداشت، به اپک تایمز گفت: «این آسیبها اکنون از طریق پیوند سلولهای بنیادی یا پیوند بافت درمان میشوند. در هردو روش به بافت اهدایی یا بافت چشم سالم بیمار نیاز داریم و ممکن است با مشکل تأمین بافت و رد پیوند مواجه شویم.»
سوراپاننی افزود: «اصلاح چشم با فعالسازی سلولهای ترمیمکننده میتواند هردو مشکل فوق را همزمان برطرف کند. در این روش نه بافت بیگانهای داریم که امکان پسزدن آن وجود داشته باشد و نه به برداشت بافت از چشم سالم نیاز داریم.»
او گفت: «امیدواریم که در آینده بتوانیم سلولهای باقیمانده چشم بیمار را وادار کنیم به حالت بنیادی خود بازگردند و عیوب چشم را ترمیم کنند تا دیگر نیازی به پیوند بافت نداشته باشیم. این روش بسیار حائز اهمیت است، چرا که بهجای اتکا به منبع محدود بافتهای اهدایی با همکاری سازوکار بیولوژیکی طبیعی چشم عمل میکند.»
چرا باید خوشبین باشیم؟
سوراپاننی این یافتهها را نویدبخش دانست، اما یادآور شد که این مطالعه فقط روی موشها انجام گرفته و یافتههای مربوط به سلولهای انسانی مقدماتی هستند. پژوهشگران درحال بررسی فرایند ترمیم طبیعی در انسانها هستند تا ببینند این فرایند در آینده چه کاربردی خواهد داشت.
سوراپاننی گفت: «از اثربخشی این فرایند در موشها تا توسعه یک روش درمانی ایمن و مطمئن برای انسانها فاصله زیادی وجود دارد که رفع آن نه به چند روز و چند ماه که به چندین سال تحقیق و مطالعه نیاز دارد.»
با اینحال، این مطالعه نشان میدهد که ازبینرفتن سلولهای بنیادی قابل اصلاح است.
سوراپاننی گفت: «اگر بتوانیم سلولهای بالغ را وادار کنیم که به نقش ترمیمکننده خود بازگردند، دورنمای فرایند ترمیم چشم و دیگر نقاط بدن دستخوش تغییر خواهد شد.»
سموم و عوامل استرسزای متابولیکی موجب مختلشدن فرایند ترمیم میشوند
سایر پژوهشهای مرتبط با بازتنظیم سلولی نشان دادهاند که سموم، مواجهه محیطی و عوامل استرسزای متابولیکی از بازگشت سلولهای بالغ و پیر به حالت بنیادی ممانعت میکنند یا بهطور کلی جلوی فرایند ترمیم را میگیرند.
- تنش اکسایشی: دود تنباکو، آفتکشها، فلزات سنگین و پرتوها باعث تنش اکسایشی میشوند که به دیانای، پروتئینها و غشای سلولی آسیب میزند و بیثباتی ژنتیکی ایجاد میکند؛ امری که بهنوبهخود بازتنظیم سلول را دشوارتر میسازد.
- تغییرات اپیژنتیکی: بازگشت سلولها به حالت بنیادی مستلزم پاکسازی «حافظه» اپیژنتیکی سلول است. مواجهه طولانیمدت با مواد شیمیایی زیانآور، فرآوردههای متابولیکی و التهاب مزمن، اپیژنوم سلول را دستخوش تغییر میکند و آن را در وضعیت فعلی خود نگهمیدارد.
- انباشت مواد زائد سلولی: افت سلامت متابولیکی و مواجهه با مواد سمی باعث انباشت قطرات چربی و پروتئینهای بدتاخورده در سلولها میشود. وقتی سازوکار دفع مواد زائد تحت فشار قرار میگیرد، فرایند ترمیم و بازگشت سلولهای پیر به حالت بنیادی متوقف میشود.
