بدن سلول‌هایی را که برای مرگ علامت‌گذاری شده‌اند، زنده می‌کند و یک معمای ۵۰ ساله را حل می‌کند

وقتی بافت به شدت آسیب می‌بیند، سلول‌های باقی‌مانده می‌توانند در یک انفجار متمرکز از ترمیم بیولوژیکی که به عنوان تکثیر جبرانی شناخته می‌شود، واکنش نشان دهند. تقریباً ۵۰ سال پس از اینکه این استراتژی بقا برای اولین بار در لارو مگس شناسایی شد، دانشمندان اکنون مکانیسم مولکولی پشت آن را مشخص کرده‌اند.

به گفته محققان، به رهبری تیمی از موسسه علوم وایزمن در اسرائیل، درک چگونگی عملکرد این فرآیند – و نحوه دستکاری آن – می‌تواند به توسعه راه‌های جدیدی برای جلوگیری از بازگشت سرطان کمک کند.

کاسپازها، آنزیم‌های مرتبط با مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلولی (جایی که بدن سلول‌ها را برای سالم ماندن یا شکل دادن به بافت‌ها از بین می‌برد) برای این کشف بسیار مهم هستند. در سال‌های اخیر، مطالعات نشان داده‌اند که کاسپازها همیشه قاتل نیستند – آنها در انواع فرآیندهای ضروری دیگر نیز دخیل هستند، که منجر به مطالعه آنها در اینجا شد.

تیم تحقیقاتی با استفاده از همان آزمایشی که منجر به کشف آن شد، به آغاز تکثیر جبرانی بازگشتند: انفجار لارو مگس میوه (Drosophila melanogaster) با تابش دوز بالا. این بار، دانشمندان با دقت بیشتری به مرحله بازسازی نگاه می‌کردند.

تسیل براون، نویسنده اول و متخصص ژنتیک مولکولی از موسسه وایزمن، می‌گوید: «ما شروع به شناسایی سلول‌هایی کردیم که دکمه خودنابودی را فشار می‌دهند اما به هر حال زنده می‌مانند.»

«برای انجام این کار، از یک حسگر تأخیری استفاده کردیم که سلول‌هایی را که کاسپاز آغازگر در آنها فعال شده بود اما با این وجود از تابش جان سالم به در برده بودند، گزارش می‌کرد.»

محققان کشف کردند که پس از آسیب تابشی، بافت از طریق کار گروهی بین دو نوع سلول زنده مانده، بازسازی می‌شود.

سلول‌های یک نوع در ابتدا برای مرگ مشخص می‌شوند – آنها کاسپاز مگس میوه به نام Dronc را فعال می‌کنند – اما در نهایت در برابر مرگ مقاومت می‌کنند و به سرعت خود را تکثیر می‌کنند تا بافت آسیب دیده را ترمیم کنند. این تیم آنها را سلول‌های فعال‌کننده Dronc (DARE) نامید.

تجزیه و تحلیل بیشتر نشان داد که سلول‌های DARE به تنهایی عمل نمی‌کنند.

براون می‌گوید: «ما جمعیت دیگری از سلول‌های مقاوم در برابر مرگ را شناسایی کردیم، اما برخلاف سلول‌های DARE، آنها هیچ فعال شدن کاسپاز آغازگر را نشان ندادند. ما آنها را سلول‌های NARE نامیدیم.»

اگرچه این سلول‌های NARE برای مرگ برچسب‌گذاری نشده‌اند، اما توسط سلول‌های DARE برای انجام ترمیم به کار گرفته می‌شوند. آن‌ها همچنین این فرآیند را تنظیم می‌کنند تا از بازسازی بیش از حد جلوگیری شود.

نکته مهم این است که سلول‌های DARE بازمانده و بافت ترمیم‌شده‌ای که به تولید آن کمک می‌کنند، در برابر مرگ مقاوم‌تر هستند. پس از دومین انفجار تابش، کشتن آن‌ها بسیار دشوارتر شد، پدیده‌ای که قبلاً در تومورهای سرطانی دیده شده است.

الی آراما، متخصص ژنتیک مولکولی از موسسه وایزمن، می‌گوید: “نسل‌های سلول‌های DARE به طور استثنایی مقاوم هستند – هفت برابر بیشتر از سلول‌های بافت اصلی در برابر مرگ سلولی مقاوم هستند.”

این ممکن است به توضیح اینکه چرا تومورهای عودکننده پس از تابش مقاوم‌تر می‌شوند، کمک کند.”

محققان همچنین یک پروتئین حرکتی مولکولی به نام Myo1D را شناسایی کردند که به نظر می‌رسد سلول‌های DARE را از مرگ محافظت می‌کند. باز هم، ارتباطی با زیست‌شناسی سرطان وجود دارد: تصور می‌شود که سرطان‌ها نیز می‌توانند Myo1D را برای زنده ماندن مهار کنند.

در خبرنامه رایگان و بررسی‌شده ScienceAlert مشترک شوید

در حالی که این نتایج هنوز نیاز به تأیید در بافت‌های انسانی دارند، اکنون که ما جزئیات مکانیسم تکثیر جبرانی را می‌دانیم، احتمال بیشتری وجود دارد که دانشمندان راه‌هایی برای تقویت یا فعال کردن آن (درمان آسیب بافتی) یا مسدود کردن آن (متوقف کردن سرطان) پیدا کنند.

آراما می‌گوید: “ما امیدواریم که، همانطور که اغلب در مورد مدل‌های مگس اتفاق افتاده است، دانش به دست آمده در اینجا بتواند به درک مکانیسم‌هایی که رشد را متعادل می‌کنند و مقاومت در برابر مرگ سلولی را در بافت‌های انسانی ایجاد می‌کنند، تبدیل شود.”

این نتایج همچنین به روش‌های جدیدی اشاره دارند که ممکن است بتوانیم بازسازی مفید بافت سالم را پس از آسیب تسریع کنیم.”

لينک منبع