۶۰ سال جوانسازی در ۵۰ روز؛ دانشمندان ساعت پیری سلول‌های خون را عقب کشیدند
زومیت: محققان آلمانی با استفاده از روش تبدیل مستقیم، سلول های خونی سالمندان را به سلول های بنیادی مغز تبدیل کردند که سن اپی ژنتیک آنها ۶۰ سال کاهش یافت.
پیری ممکن است بهایی باشد که برای تجربه زندگی می پردازیم. اما آیا می توان این فرآیند را در سلول ها معکوس کرد؟ محققان دانشگاه بن و بیمارستان دانشگاه بن در آلمان روشی را آزمایش کرده اند که سلول های پیش ساز گلبول قرمز را مستقیماً به سلول های بنیادی عصبی تبدیل می کند. این سلول ها نه تنها علائم پیری را از دست دادند، بلکه در هفته های بعد نیز به جوان سازی ادامه دادند.
به گزارش ScienceAlert، محققان سلول های اهدایی ۱۵ نفر را بررسی کردند که سن آنها از نوزادی تا ۱۰۱ سال متغیر بود. آنها سلول های پیش ساز اریتروئیدی (EPC) را افق میهن کردند که در راه تبدیل شدن به گلبول های قرمز خون هستند. سپس این سلول ها را به سلول های بنیادی عصبی القایی (iNSCs) تبدیل کردند که توانایی تولید انواع مختلف سلول های عصبی را دارند.
تبدیل مستقیم سلول ها با روشی انجام شد که در آن سلول بدون گذر از مرحله سلول های بنیادی پرتوان به نوع دیگری از سلول تبدیل می شود. در روش رایج دیگر، ابتدا سلول تخصصی را به حالت بنیادی پرتوان برمی گردانند و سپس آن را به نوع سلول مورد نظر تبدیل می کنند. سلول های بنیادی پرتوان این توانایی را دارند که به انواع مختلف سلول های بدن تبدیل شوند.
اولیور بروستل، مدیر موسسه نوروبیولوژی احیا کننده در بیمارستان دانشگاه بن می گوید: با استفاده از این روش، ما پیش سازهای گلبول قرمز را مستقیماً به سلول های بنیادی عصبی تبدیل کردیم.
جوانسازی در پایان تبدیل سلولی متوقف نشد
برای تغییر هویت سلول ها، محققان از یک ویروس به عنوان حامل دو عامل رونویسی استفاده کردند. فاکتورهای رونویسی پروتئین هایی هستند که با اتصال به DNA فعالیت ژن ها را تنظیم می کنند. سپس با بررسی تغییرات متیلاسیون DNA و تعیین توالی RNA، رفتار ژنتیکی سلول ها و تغییرات مربوط به پیری را زیر نظر گرفتند.
در دوازدهمین روز پس از ورود ویروس به سلول ها، علائم تغییر هویت آنها مشهود بود: سلول ها بیان پروتئین های مرتبط با خون را متوقف کردند و در عوض پروتئین های مرتبط با سلول های عصبی را بیان کردند.
اما تغییر هویت سلول ها تنها بخشی از ماجرا بود. محققان می خواستند بدانند که آیا این تبدیل مستقیم می تواند سن اپی ژنتیکی سلول ها را نیز کاهش دهد یا خیر. سن اپی ژنتیکی بر اساس تغییرات انباشته شده در DNA و الگوهای تنظیم فعالیت ژن تخمین زده می شود و می تواند نشانه هایی از روند پیری سلول را ارائه دهد.
در سلول های پیش ساز گلبول های قرمز، سن اپی ژنتیک ارتباط نزدیکی با سن تقویمی اهداکنندگان داشت. در مقابل، سلول های بنیادی پرتوان معمولاً با بازگشت به حالت جنینی، بسیاری از علائم پیری را از دست می دهند. بنابراین، سؤال اصلی این بود که آیا تبدیل مستقیم نیز می تواند چنین تأثیری داشته باشد؟
نتایج نشان داد که این روش سلول‌ها را نیز جوانتر می‌کند، اگرچه این فرآیند بیش از دو برابر مسیر تبدیل شدن به یک سلول بنیادی قدرتمند طول می‌کشد. جالب‌تر اینکه جوانسازی در پایان تبدیل سلولی متوقف نشد.
طی ۵۰ تا ۱۰۰ روز بعد، سلول‌های بنیادی عصبی به تدریج نشانه‌های جوانسازی بیشتری را نشان دادند. در نهایت سن اپی ژنتیک آنها به حدود ۵ درصد سن اهداکننده رسید. بسیاری از ویژگی های مربوط به سن اپی ژنتیک نیز در حدود ۵۰ روز از فرآیند تبدیل به حالت جوان تر بازگشته بودند. به گفته محققان، این تغییر در برخی موارد معادل ۶۰ سال جوانتر در ۵۰ روز بود.
با این حال، تحقیق دارای محدودیت هایی است. امکان سوگیری های ریاضی در مدل های محاسبه سن سلولی، عدم وجود سلول های بنیادی عصبی با پیری طبیعی برای مقایسه و تفاوت احتمالی در رفتار سلول ها در محیط آزمایشگاه و بدن زنده، از جمله این محدودیت ها هستند.
با وجود این ملاحظات، تحقیقات قبلی دانشمندان بن نشان داده است که سلول های مهندسی شده می توانند پس از پیوند به مغز موش ها با سلول های عصبی موجود ارتباط برقرار کنند. این یافته‌ها امکان استفاده از چنین روش‌هایی را در آینده برای مهندسی سلول‌های مغزی افراد مبتلا به بیماری‌های عصبی افزایش می‌دهد. با این حال، کاربرد درمانی این روش هنوز به تحقیقات بیشتری نیاز دارد.
Brostele معتقد است که تداوم جوانسازی این روش را به الگویی مناسب برای مطالعه پیری تبدیل می کند. او می‌گوید: «از آنجایی که ساعت‌های اپی ژنتیک به آرامی طی چند هفته تنظیم مجدد می‌شوند، ما می‌توانیم از این مدل برای بررسی عواملی که روند جوانسازی را تسریع یا کندتر می‌کنند، استفاده کنیم.
