حذف سلول‌های زامبی؛ راه تازه دانشمندان برای مقابله با پیری
زومیت: سلول هایی که باید بمیرند، گاهی سال ها در بدن باقی می مانند و به بافت ها آسیب می رسانند. اکنون محققان به دنبال راهی برای تمیز کردن آنها هستند.
با افزایش سن سلول های آسیب دیده در بدن جمع می شوند که به جای مرگ در بافت ها باقی می مانند و با ترشح مواد التهابی به اندام ها آسیب می رسانند. دانشمندان این سلول ها را “سلول های زامبی” می نامند و معتقدند تجمع آنها می تواند در بیماری های مرتبط با افزایش سن، از جمله مشکلات قلبی و زوال عقل نقش داشته باشد. تحقیقات جدید نشان می دهد که شاید بتوان با تقویت توانایی سیستم ایمنی در پاکسازی این سلول ها، برخی از پیامدهای پیری را کاهش داد.
به گزارش Live Science، در سال های اخیر محققان روش های مختلفی را برای از بین بردن سلول های قدیمی مورد بررسی قرار داده اند. یکی از این روش ها استفاده از داروهایی به نام «سنولیتیک» است که باعث می شود سلول های آسیب دیده دچار مرگ برنامه ریزی شده شوند. آزمایشات روی حیوانات نشان داده است که چنین داروهایی می توانند التهاب را کاهش داده و عملکرد بافت های خاص را بهبود بخشند. با این حال، گروهی از دانشمندان به دنبال راه حل متفاوتی هستند: بازیابی توانایی طبیعی سیستم ایمنی برای از بین بردن سلول های قدیمی.
چرا سلول های زامبی در بدن جمع می شوند؟
بدن انسان به طور مداوم سلول های فرسوده و مرده را شناسایی و حذف می کند. بخش مهمی از این فرآیند مسئولیت سلول های ایمنی به نام “ماکروفاژ” است. این سلول ها با تشخیص پیام های شیمیایی روی سطح سلول های در حال مرگ، آنها را می بلعند و تجزیه می کنند.
اما همه سلول های آسیب دیده از بین نمی روند. برخی از آنها به دلیل عواملی مانند آسیب DNA، استرس اکسیداتیو یا تقسیم مکرر توانایی تولید مثل خود را از دست می دهند و وارد حالتی به نام «پیری سلولی» می شوند.
سلول زامبی یا سلول پیر، دیگر تقسیم نمی‌شود، اما به جای اینکه بمیرد و از بدن خارج شود، می‌تواند با ترشح مواد التهابی به بافت‌های اطراف آسیب برساند.
پیری سلولی همیشه مضر نیست و به عنوان مثال در بهبود زخم نقش دارد. مشکل زمانی شروع می شود که این سلول ها برای مدت طولانی در بافت ها باقی می مانند. در چنین شرایطی، آنها مواد شیمیایی التهابی ترشح می کنند که می تواند به سلول های سالم اطراف آسیب برساند و عملکرد اندام ها را مختل کند.
رول دی میر، ایمونولوژیست دانشگاه آکسفورد توضیح می دهد که تجمع تعداد زیادی سلول پیر در بافت معمولاً علامت بدی است. به گفته وی، جوانسازی سیستم ایمنی ممکن است به حل بسیاری از مشکلات ناشی از افزایش سن کمک کند.
یکی از یافته های مهم تحقیقات اخیر مربوط به گیرنده ای به نام EP2 است که در سطح ماکروفاژها قرار دارد. مطالعه‌ای که در ماه جولای در مجله Science منتشر شد، نشان داد که با افزایش سن، تعداد این گیرنده‌ها بر روی ماکروفاژها افزایش می‌یابد و توانایی آنها برای پاکسازی سلول‌های پیر کاهش می‌یابد.
برای بررسی نقش این گیرنده، محققان به صورت ژنتیکی آن را در موش های آزمایشگاهی حذف کردند. نتایج نشان داد که ماکروفاژها بهتر می توانند سلول های قدیمی را از بین ببرند.
در مقایسه با موش های معمولی هم سن، موش های اصلاح شده التهاب کمتری داشتند و علائم خفیف تری از تحلیل عضلانی، اختلال عملکرد قلب و زوال شناختی داشتند. حتی عملکرد حافظه آنها در برخی آزمایش‌ها، مانند تشخیص اشیاء آشنا، مشابه عملکرد موش‌های جوان‌تر بود.
محققان بر این باورند که این نتایج می تواند به توضیح رابطه بین پیری سیستم ایمنی و کاهش عملکرد اندام های مختلف کمک کند.
گروهی از محققان دانشگاه استنفورد به رهبری کاترین آندریسون در اوایل سال ۲۰۲۱ کشف کردند که افزایش فعالیت گیرنده EP2 نحوه استفاده ماکروفاژها از انرژی را تغییر می دهد.
ماکروفاژهای جوان گلوکز را می سوزانند و برای انجام وظایف خود انرژی تولید می کنند. اما با افزایش فعالیت EP2، این سلول ها به جای مصرف گلوکز، آن را ذخیره می کنند و در نتیجه انرژی لازم برای مصرف سلول های فرسوده را ندارند.
ارتباط بین این مسیر بیولوژیکی و بیماری های مرتبط با سن برای مدت طولانی مورد توجه دانشمندان بوده است. به عنوان مثال، یک مطالعه در سال ۲۰۰۱ نشان داد که افراد بالای ۵۵ سال که به طور منظم از مهارکننده های پروستاگلاندین برای حداقل دو سال استفاده می کردند، کمتر در معرض ابتلا به آلزایمر بودند. البته این ارتباط به معنای اثبات اثر پیشگیرانه داروها نبود.
مطالعات بعدی نشان داد که مهار EP2 می تواند مصرف انرژی طبیعی را در ماکروفاژها بازگرداند و در موش های پیر با کاهش التهاب و بهبود عملکرد شناختی همراه است.
ضعف ماکروفاژها تنها دلیل تجمع سلول های پیر نیست. برخی از این سلول ها با استفاده از مکانیسم های دفاعی خود را از سیستم ایمنی پنهان می کنند.
یکی از این مکانیسم ها مربوط به پروتئینی به نام CD47 است. این پروتئین در سطح سلول های زنده وجود دارد و پیام «مرا نخور» را به ماکروفاژها می رساند تا سلول های سالم به اشتباه از بین نروند.
یوره پووسین، بیوشیمی‌دان موسسه ماکس پلانک، می‌گوید کاهش این پیام می‌تواند راهی برای کمک به سیستم ایمنی باشد. با این حال، از آنجا که CD47 در سلول های سالم نیز وجود دارد، مهار گسترده آن ممکن است مشکل ساز باشد.
همچنین یک مطالعه جدید توسط گروه Andreason نشان داد که در موش های پیر، نوعی از سلول های ایمنی به نام نوتروفیل ها نیز وارد حالت پیری سلولی شده و در بافت ها تجمع می یابد. نوتروفیل ها به طور معمول تنها چند روز زندگی می کنند، اما اختلال عملکرد ماکروفاژها مانع از پاکسازی مناسب آنها می شود. از آنجایی که این سلول ها می توانند باعث التهاب شدید شوند، تجمع آنها ممکن است منجر به آسیب بافتی گسترده تر شود.
با وجود نتایج امیدوارکننده آزمایش‌های حیوانی، ترجمه این یافته‌ها به درمان ایمن و مؤثر برای انسان‌ها هنوز با موانع زیادی روبرو است.
موش های آزمایشگاهی معمولاً از نظر ژنتیکی شبیه یکدیگر هستند و در شرایط محیطی کنترل شده زندگی می کنند. در مقابل، تفاوت های ژنتیکی، شیوه زندگی و عوامل محیطی در انسان می تواند نتایج درمان را تغییر دهد.
داروهای مهارکننده EP2 تاکنون بیشتر در زمینه درمان سرطان مورد بررسی قرار گرفته‌اند و اطلاعات محدودی در مورد اثرات طولانی مدت آنها بر پیری انسان وجود دارد. روش های مبتنی بر هدف گیری CD47 هنوز در مراحل اولیه تحقیق هستند.
اگرچه افزایش توانایی سیستم ایمنی در پاکسازی خود نتایج امیدوارکننده‌ای در موش‌ها نشان داده است، اما ایمنی و اثربخشی این روش برای کند کردن روند پیری در انسان هنوز ثابت نشده است.
تلاش های قبلی برای جوان سازی ماکروفاژها نیز با محدودیت هایی همراه بوده است. به عنوان مثال، گروه De Meyer در سال ۲۰۲۰ یک داروی آزمایشی به نام lusmapimod را در افراد ۶۵ سال و بالاتر آزمایش کردند. این دارو با مهار پروتئینی به نام p38 توانست عملکرد برخی از سلول های ایمنی را بهبود بخشد، اما بروز مشکلات کبدی در آزمایشات بعدی استفاده طولانی مدت آن را نامناسب کرد.
آندریسون می‌گوید که مهار EP2 در آزمایش‌های گروهش روی موش‌ها با عوارض جانبی آشکاری همراه نبوده است، اما مطالعات انسانی برای اطمینان از ایمنی و اثربخشی این روش مورد نیاز است.
هدف این تحقیق متوقف کردن کامل پیری نیست، بلکه کاهش آسیب‌های ناشی از تجمع سلول‌های فرسوده و افزایش سال‌های عمری است که افراد بدون بیماری‌ها و ناتوانی‌های مرتبط با افزایش سن سپری می‌کنند. در حال حاضر هیچ یک از این روش ها به عنوان درمان ضد پیری برای انسان تایید نشده است و نتایج مطالعات حیوانی برای توصیه به استفاده از دارو کافی نیست.
