آیا دانشمندان می توانند سلولهای مرجان مرموز را برای درمان بیماری های مغز استفاده کنند؟

طبق یک مطالعه از سوی دانشمندان دانشگاه مدرسه پزشکی کارولینای شمالی، جمعیت کوچکی از سلولهای مغزی که عمدتا در ناحیه حافظه مغز هستند، تولید نورون های جدید را کنترل می کنند و ممکن است در اختلالات مغزی رایج باشند.

دانشمندان که کار خود را در Neuron منتشر کرده اند ، نشان داد که سلول های خرد شده در هیپوکمپ سلول های بنیادی محلی را کنترل می کنند تا تولید نورون های جدید را کنترل کنند، که برای یادگیری و حافظه طبیعی، واکنش استرس و تنظیم خلق و خوی مهم است. چنین نوروژنز در مغز بزرگسالان در بسیاری از شرایط مشترک از جمله بیماری آلزایمر، افسردگی، اضطراب، اسکیزوفرنی، آسیب مغزی آسیب دیده و برخی از انواع صرع متوقف می شود. بنابراین هدف قرار دادن سلول های خاردار برای جلوگیری از این اختلال ممکن است یک استراتژی جدید برای درمان این شرایط ارائه دهد.

گفت: “امید است که ما حتی می توانیم تعداد کمی از سلول های خردل را برای بازگرداندن نوروژنز هیپوکامپ و عملکرد مغز مرتبط با آن، دستکاری کنیم دکتر جان ساون،  استادیار فارماکولوژی و عضو مرکز علوم اعصاب UNC است.

سلول های موی سرشان یک نوع نورون هستند و در بخشی از هیپوکامپ شناخته شده به عنوان گریس دندانه دار، که در آن سلول های بنیادی عصبی نیز ساکن هستند. این سلول های خزه و فیبرهای عصبی که سیگنال های شیمیایی مختلفی را برای آنها وارد می کنند نام خود را به دست آورده اند زیرا نقاط اتصال چندگانه آنها به صورت ظاهری تحت پوشش خزه مبهم قرار می گیرند. توابع دقیق آنها به مدت طولانی مورد بحث قرار گرفته است به طوری که آنها  برای تمایز از دیگر سلول های مغز آسان نیست. اما شناخته شده است که سلول های خرد شده برای یادگیری و حافظه مهم است و به طور غیر منتظره ای نسبت به استرس ها حساس هستند. به عنوان مثال، در شرایط کم اکسیژنی یک حمله سکته مغزی یا قلب، یا هنگامی که تحت تأثیر تشنج در صرع لوب تمپورال قرار می گیرند، به سرعت از بین می روند.

با استفاده از تکنیک های پیشرفته ردیابی در چندین سویه از موش آزمایشگاهی مهندسی ژنتیک، آهنگ و همکاران سلول های خزه ای را در موش هیپوکمپ مارک زده و ارتباط آنها را با دیگر سلول های مغز مشخص می کنند. آنها دریافتند که سلول های خاردار به طور مستقیم و غیر مستقیم به سلول های بنیادی عصبی متصل می شوند. این سلول های سرخ شده به طور مستقیم با سلول های بنیادی در هیپوکامپ از طریق مسیر تحریک پذیر ارتباط برقرار می کنند. سلول های خرد شده نیز به طور غیر مستقیم با سلول های بنیادی از طریق نورون های نزدیک به نام اینترنوریون ها ارتباط برقرار می کنند که از طریق مسیر مهار کننده به سلول های بنیادی متصل می شوند.

 

به طور شگفت انگیز، آهنگ و تیم او کشف کردند که سلول های خزه می توانند تعادل سیگنال های مستقیم و غیر مستقیم خود را تغییر دهند، بنابراین به طور پویا تنظیم فعالیت های سلول های بنیادی عصبی صورت می گیرد. در آزمایش های خود، گروه Song متوجه شد که فعالیت سلولی مسی بسیار ضعیف است و موجب غلبه بر سیگنالینگ غیرمستقیم شده و سلول های بنیادی را در یک حالت “خاموش” حفظ می کند که ممکن است منجر به سطح پایین نوروژنز شود، اما سلول های بنیادی می توانند در طولانی مدت حفظ شوند. در مقابل، فعالیت سلول های مسی بالا، که  زمانی رخ می دهد که مغز تحریک می شود و یا در حالت بیمار، سیگنال مستقیم هدایت می شود و سلول های بنیادی را در یک وضعیت “فعال” نگه می دارد که ممکن است به سطح بالایی از نوروژنز منجر شود. اما ممکن است در طولانی مدت سلول های بنیادی را از بین ببرد.

دانشمندان اظهار داشتند که از بین بردن یک قسمت از سلول های خردل، سلول های بنیادی عصبی را به طور خلاصه افزایش می دهد و به طور ناگهانی از بین می رود و سلول های بنیادی از دست می دهند. یافته های این تحقیق نشان می دهد که از دست دادن غلظت سلول های خرد شده ممکن است عامل کلیدی بسیاری از بیماری های پاتولوژیک است که در آن کمبود  نوروژنز  وجود دارد. با توجه به آهنگ، این نشان می دهد که جایگزین کردن و یا تغییر دادن فعالیت های این سلول های موش شده می تواند یک استراتژی درمان مناسب باشد.

آزمایش ها همچنین نشان داد که برای سلول های خزه، چند سلول به راه طولانی ادامه می دهند. در یک مجموعه کلیدی از آزمایشات، محققان توانستند فقط حدود یک چهارم جمعیت سلول های خزه را نشانه گذاری کنند. با این حال با دستکاری سطح فعالیت این چند سلول، دانشمندان تغییرات زیادی در فعالیت سلول های بنیادی هیپوکامپ و نوروژنز مشاهده کردند.

سونگ گفت: “ما شگفت زده شدیم که این جمعیت کوچک سلول های خرد شده می تواند چنین تاثیر زیادی بر رفتار سلول های بنیادی داشته باشد.”

آهنگ و تیم او اکنون از ابزار و درس هایی که در این مطالعه در حال توسعه است استفاده می کنند تا بررسی کنند که چه اتفاقی برای سلول های خزه ای در بیماری های مختلف وجود دارد و اینکه چگونه آنها می توانند جایگزین شوند یا فعالیت خود را برای درمان این بیماری ها تغییر دهند.

او گفت: “ما شروع به نگاه کردن به این که چگونه این جمعیت سلولی در بیماری آلزایمر تغییر می کند، کرده ایم.

منبع:

University of North Carolina Health Care. (2018, July 26). Can scientists leverage mysterious mossy cells for brain disease treatments?. ScienceDaily. Retrieved August 14, 2018 from www.sciencedaily.com/releases/2018/07/180726162702.htm