نبرد سلولی: راز مرگ سلول های معیوب فاش شد! (اهمیتش برای سلامتی)

آغاز حیات و نبرد سلولی

از همون لحظه‌ای که تخمک بارور میشه، زندگی با یه اتفاق فوق‌العاده شروع میشه: سلول‌ها شروع می‌کنن به تقسیم شدن و تعدادشون زیاد میشه تا خودشون رو تکثیر کنن. اما خب، این فرآیند هم بی‌عیب و نقص نیست. وقتی ماده‌ی ژنتیکی کپی میشه، ممکنه یه جاهایی اشتباهاتی پیش بیاد که باعث به وجود اومدن سلول‌های اشکال‌دار بشه، سلول‌هایی که درست کار نمی‌کنن. برای اینکه همه‌چیز خوب پیش بره و روند رشد متوقف نشه، سلول‌ها از یه سیستم کنترل کیفیت جالب استفاده می‌کنن که اسمش هست نبرد سلولی. اما هنوز خیلی از جزئیات این مکانیزم معلوم نیستش.

کشف راز و رمزهای نبرد سلولی

تازگیا، یه تحقیق که نتایجش تو مجله‌ی Nature Communications چاپ شده، نشون میده که پژوهشگرای ژاپنی با انجام یه سری آزمایش‌های خیلی جالب روی ماهی‌های گورخری، تونستن رازهای اصلی نبرد سلولی فیزیولوژیکی و استحکام توسعه رو کشف کنن. گروه تحقیقاتی دانشگاه اوزاکا با زیر نظر گرفتن ماهی‌های گورخری تونستن الگوهای خاص سلولی رو توی بافت‌های نخاع و ماهیچه‌هاشون مشاهده کنن. بعدش، با متوقف کردن یا کم کردن فعالیت آپوپتوز – که نوعی مرگ برنامه‌ریزی‌شده‌ی سلولی هست – الگوهایی غیرعادی رو توی این بافت‌ها دیدن.

خانم کاناکو ماتسوموتو، که نویسنده‌ی اصلی این تحقیقه، میگه: “همون‌طور که انتظار داشتیم، وقتی آپوپتوز رو توی مراحل رشد ماهی گورخری متوقف کردیم، الگوهای غیرطبیعی‌ای رو توی نخاع و ماهیچه‌هاشون دیدیم.” این یافته نشون داد آپوپتوز چقدر توی حذف سلول‌های مشکل‌دار از طریق نبرد سلولی مهمه، اما یه سوال اساسی رو هم مطرح کرد: این سلول‌های اشکال‌دار چطوری شناسایی و حذف میشن؟

نقش پروتئین جوجه‌تیغی سونیک

برای پیدا کردن جواب این سوال، تیم تحقیق تمرکز کرد روی پروتئینی به اسم جوجه‌تیغی سونیک (Shh) که یه تغییر فعالیت مشخص توی بافت‌های در حال رشد ماهی گورخری داره. با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته‌ی تصویربرداری، محققان متوجه شدن سلول‌هایی که سطح فعالیت Shh توشون نسبت به بقیه جاها غیرعادی بود، نشانه‌های آپوپتوزشون هم بالا بود. بعلاوه، وقتی آپوپتوز متوقف شد، تعداد این سلول‌های اشکال‌دار زیاد شد و همین باعث اختلال توی گرادیان Shh شد. در کل، این نتایج نشون میده که سلول‌های مشکل‌دار با فعالیت غیرعادی Shh دچار مرگ سلولی میشن.

سلول‌ها چطوری با هم ارتباط برقرار می‌کنن؟

این یه سوال دیگه رو پیش میاره: سلول‌ها چطوری سطح فعالیت Shh خودشون رو به بقیه منتقل می‌کنن؟ تیم تحقیق فهمیدن که پروتئین غشایی N-cadherin به سلول‌های همسایه این امکان رو میده که سلول‌هایی با فعالیت غیرطبیعی Shh رو حس کنن و بهشون واکنش نشون بدن. همچنین، حذف سلول‌های نامناسب از طریق یه مسیر خاص انجام میشه: مسیر Smad/Foxo3/گونه‌های اکسیژن واکنشی/Bcl2. این کشف باعث شد که Foxo3، که قبلاً با طول عمر در ارتباط بود، به عنوان یه واسطه توی نبرد سلولی شناسایی بشه.

نبرد سلولی می‌تونه انواع مختلفی از سلول‌های نامناسب رو از بین ببره، مثل سلول‌هایی که سیگنال‌دهی غیرعادی Wnt، Shh یا Ras دارن، یا سلول‌هایی که پتانسیل کمی برای فعالیت دارن، ریبوزوم‌هاشون مشکل داره یا نقص میتوکندریایی دارن. اما، نقش‌ها و مکانیزم‌های نبرد سلولی توی ارگان‌زایی (شکل‌گیری اندام‌ها) هنوز کاملاً مشخص نیست. عوامل زیادی نبرد سلولی رو تحریک می‌کنن. برای همین، محققان به این فکر افتادن که: آیا ماشین‌های همه‌کاره‌ای وجود دارن که انواع مختلف نبرد سلولی رو تنظیم کنن؟

دکتر توهرو ایشیتانی، نویسنده‌ی ارشد این تحقیق، میگه: “Foxo3 یه واسطه‌ی مشترکه برای حذف سلول‌های نامناسب توی انواع مختلف نبرد سلولی توی ماهی گورخری و موش‌ها، و نبرد سلولی وابسته‌به Foxo3 برای حذف سلول‌های نامناسب تولید شده به صورت طبیعی و همچنین رشد دقیق بافت‌های جنینی، نخاع و ماهیچه‌ها ضروریه.”

تنوع‌های ژنتیکی توی Foxo3 با طول عمر در ارتباط هستن، در حالی که فعالیت کم Foxo3 با بیماری‌های مربوط به پیری در ارتباطه. Foxo3 ممکنه پایداری هموستاز یا تعادل بافتی رو هم از طریق نبرد سلولی حفظ کنه و کاهش فعالیت Foxo3 باعث میشه سلول‌های نامناسب جمع بشن. این موضوع خطرات بزرگی رو، نه فقط توی اختلالات رشد، بلکه توی شروع سرطان و پیری به وجود میاره.

برعکس، فهمیدن اینکه چطوری سلول‌های نامناسب از طریق نبرد سلولی حذف میشن، می‌تونه راه‌های هیجان‌انگیزی رو برای درمان‌های جدید باز کنه که با اختلالات مادرزادی، سرطان، بیماری‌های مرتبط با سن و پیری مقابله می‌کنن و بهبود سلامت و طول عمر رو ممکن می‌کنن.

جالبه که بیان Foxo3 توی سلول‌های نامناسب توی هر دو نوع ماهی گورخری و موش شناسایی شده، که به نقش بالقوه‌ی اون به عنوان یه نشان‌دهنده‌ی همه‌گیر نبرد سلولی اشاره داره. خانم یوکی آکیه‌دا، نویسنده‌ی همکار این تحقیق، اینطوری نتیجه‌گیری می‌کنه: “این نشانگر جدید به ما اجازه میده که با دقت سلول‌های نامناسب تولید شده به صورت طبیعی رو شناسایی کنیم و به این ترتیب به فهمیدن اهمیت نبرد سلولی فیزیولوژیکی و روشن کردن علل ‘غیرعادی’ بودن سلول‌های نامناسب کمک کنیم.”