آسیایی دانشمند (27 مارس 2024) – یک مطالعه جدید مکانیسمی را شناسایی می کند که می تواند سلول های پوست را به سلول های اندام تبدیل کند و فرصت هایی را برای درمان ترمیمی باز کند.
در یک مطالعه مشترک، محققان دانشگاه کیوشو در فوکوکا، ژاپن و دانشکده پزشکی هاروارد، بوستون، پروتئین ها را شناسایی کردند. که می تواند فیبروبلاست ها یا سلول های پوست را به سلول هایی تبدیل کند که مانند اندام های در حال رشد رفتار می کنند. این کشف فرصت‌هایی را برای استفاده از این سلول‌های تبدیل‌شده در درمان‌های ترمیمی باز می‌کند، جایی که بافت‌های آسیب‌دیده یا از دست رفته در اندام‌ها به طور بالقوه می‌توانند ترمیم یا جایگزین شوند.
این مطالعه، منتشر شده در سلول توسعه مجله، گامی مهم به سوی درک رشد اندام و تحول در درمان میلیون ها نفری است که از از دست دادن اندام در سراسر جهان رنج می برند. در سراسر جهان، نزدیک به 60 میلیون نفر به دلیل شرایط مختلف پزشکی یا حوادث آسیب زا با از دست دادن اندام زندگی می کنند. افراد مبتلا به آسیب های اندام اغلب به مواد مصنوعی و پروتزهای فلزی متکی هستند، اما با وجود پیشرفت های تکنولوژیکی، بازگرداندن عملکرد طبیعی اندام همچنان یک چالش است. مطالعه جدید یک درمان بالقوه را با برنامه ریزی مجدد سلول های فیبروبلاست به سلول های پیش ساز اندام نشان می دهد که روند طبیعی رشد اندام را منعکس می کند.
دکتر یوجی آتسوتا، محقق اصلی این همکاری، می‌گوید هدف آنها ایجاد یک روش مقرون‌به‌صرفه برای تولید این سلول‌های کلیدی است.
در طول رشد اندام در جنین، سلول های پیش ساز اندام در جوانه اندام باعث ایجاد بیشتر بافت های مختلف اندام مانند استخوان، ماهیچه، غضروف و تاندون می شود. آتسوتا، که این پروژه را در دانشکده پزشکی هاروارد آغاز کرد و آن را به عنوان یک عضو هیئت علمی در دانشکده علوم تحصیلات تکمیلی دانشگاه کیوشو ادامه داد، توضیح می‌دهد که به همین دلیل است که ایجاد یک راه آسان و مقرون به صرفه برای ساخت این سلول‌ها مهم است.
کشف موفقیت آمیز
در حال حاضر، روش معمول برای به دست آوردن سلول های پیش ساز اندام، مستقیماً از جنین است، که در مورد جنین انسان، نگرانی های اخلاقی را ایجاد می کند. یک روش جایگزین شامل ایجاد این سلول‌ها از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی است که سلول‌های بالغی هستند که به حالت سلول‌مانند جنینی تبدیل شده‌اند. بعداً، این سلول های برنامه ریزی مجدد می توانند مجبور شوند تا به انواع خاصی از بافت تبدیل شوند. با این حال، سلول های بنیادی پرتوان القایی خطر ابتلا به سرطان را به همراه دارند. بنابراین تیم آتسوتا روشی را برای دور زدن سلول‌های بنیادی پرتوان القایی ایجاد کردند و مستقیماً سلول‌های فیبروبلاست را به اجداد اندام تبدیل کردند. این پیشرفت نه تنها فرآیند را ساده می کند، بلکه خطرات سرطان مرتبط با سلول های بنیادی پرتوان القایی را نیز کاهش می دهد.
تیم تحقیقاتی ابتدا بیان ژن را در جنین های اولیه اندام مورد بررسی قرار داد و 18 ژن کلیدی را شناسایی کرد که عمدتاً پروتئین هایی به نام فاکتورهای رونویسی نامیده می شوند. فاکتورهای رونویسی بیان ژن را در سلول ها کنترل می کنند. معرفی این ژن‌ها به فیبروبلاست‌های جنینی موش، سلول‌ها را تحریک کرد تا ویژگی‌های پیش ساز اندام را بپذیرند.
طی یک سری آزمایش، این تیم سه پروتئین – Prdm16، Zbtb16 و Lin28a را کشف کردند که برای برنامه ریزی مجدد فیبروبلاست ضروری هستند. چهارمین پروتئین، Lin41، به رشد و تکثیر سریعتر سلول های پیش ساز اندام کمک کرد.
این سلول‌های برنامه‌ریزی‌شده فقط شبیه‌سازی‌های مولکولی نیستند. ما پتانسیل آنها را برای توسعه به بافت های تخصصی اندام تایید کردیم.”
گروه آزمایشگاهی آتسوتا اکنون در تلاش است تا این روش را برای سلول‌های انسانی، برای کاربردهای درمانی آینده، و همچنین برای مارهایی که اجدادشان اندام‌هایی داشته‌اند که متعاقباً در طول تکامل گم شده‌اند، اعمال کنند.
سلول‌های پیش‌ساز اندام‌های بازبرنامه‌ریزی شده اندامک‌هایی شبیه جوانه اندام تولید می‌کنند، بنابراین به نظر می‌رسد ایجاد بافت‌های اندام در گونه‌هایی که دیگر آنها را ندارند، ممکن باشد. آتسوتا می‌گوید: «مطالعه مارهای بدون اندام می‌تواند راه‌ها و دانش جدیدی را در زیست‌شناسی رشد باز کند.
–
منبع: دانشگاه کیوشو؛ تصویر: D. Burnette, J. Lippincott-Schwartz/NICHD
مقاله را می توان در آدرس زیر یافت: برنامه ریزی مجدد مستقیم فیبروبلاست های غیر اندام به سلول هایی با ویژگی های پیش ساز اندام
سلب مسئولیت: این مقاله لزوماً منعکس کننده نظرات AsianScientist یا کارکنان آن نیست.