شناسایی امضای مولکولی پیری سلولهای بنیادی مزانشیمی؛ بررسی مسیرهای کلیدی مؤثر بر عملکرد درمانی
سلولهای بنیادی مزانشیمی به دلیل توانایی تکثیر، تمایز به انواع مختلف سلولها و تنظیم پاسخهای سیستم ایمنی، از مهمترین گزینههای مورد توجه در پزشکی بازساختی و سلولدرمانی هستند. با این حال، یکی از چالشهای مهم در استفاده درمانی از این سلولها، پدیده پیری سلولی در جریان تکثیر و گسترش آنها در شرایط آزمایشگاهی است؛ فرآیندی که میتواند توانایی تکثیر، تمایز و در نهایت ظرفیت درمانی سلولها را کاهش دهد.در همین راستا، دکتر محمدرضا باغبان اسلامینژاد و دکتر سارا طالعاحمد به همراه همکارانشان در پژوهشگاه رویان، با مشارکت فروغاعظم سیاحپور از مرکز تحقیقات سرطان کالج پزشکی ویسکانسین آمریکا، در مطالعهای به بررسی تغییرات مولکولی مرتبط با پیری سلولهای بنیادی مزانشیمی پرداختند تا ژنها و مسیرهای مولکولی مؤثر در این فرآیند شناسایی شوند.
در این پژوهش، پژوهشگران با استفاده از دادههای موجود در دیتاست GSE7888 از پایگاه عمومی GEO، الگوی بیان ژن در سلولهای بنیادی مزانشیمی در مراحل اولیه کشت (پاساژهای ۴ تا ۵) را با سلولهایی که پس از پاساژهای متعدد (۲۲ تا ۲۸) وارد مرحله پیری شده بودند، مقایسه کردند. در مجموع، ۴۵۹۷ ژن با بیان متفاوت بین سلولهای جوان و پیر شناسایی شد که بر اساس نتایج مطالعه، بیان ۲۲۱۹ ژن افزایش و بیان ۲۳۷۹ ژن کاهش یافته بود.
نتایج بررسیها نشان داد که یکی از تغییرات مهم در سلولهای بنیادی مزانشیمی پیر، توقف چرخه سلولی است. در این فرآیند، افزایش بیان ژن CDKN1A یا p21 و کاهش بیان ژنهای CDK4 و CDK6 مشاهده شد؛ تغییراتی که با مهار پیشرفت چرخه سلولی و کاهش توانایی تکثیر سلولها در وضعیت پیری همراه هستند.
پژوهشگران همچنین سه مسیر مولکولی کلیدی شامل mTOR، FoxO و p53 را بهعنوان مسیرهای مرتبط با پیری سلولهای بنیادی مزانشیمی شناسایی کردند. این مسیرها در فرآیندهایی مانند پاسخ سلول به استرس، تنظیم سوختوساز، رشد و چرخه سلولی و سازوکارهای مرتبط با پیری نقش دارند.
بررسیها همچنین نشان داد سلولهای بنیادی مزانشیمی پیر، علاوه بر کاهش توانایی تکثیر، دچار تغییرات ظاهری و عملکردی میشوند و الگوی ترشحی آنها نیز تغییر میکند. این تغییر الگوی ترشحی که با عنوان فنوتیپ ترشحی مرتبط با پیری سلولی (SASP) شناخته میشود، میتواند با ایجاد محیطی التهابی، توانایی سلولها برای کمک به ترمیم و بازسازی بافتها را کاهش دهد. در این مطالعه نیز افزایش بیان برخی ژنهای مرتبط با SASP، از جمله IL6، CXCL8 و MMP3، مشاهده شد.
بر اساس یافتههای این پژوهش، هدف قرار دادن مسیرهای mTOR، FoxO و p53 میتواند در آینده بهعنوان رویکردی برای بهتأخیر انداختن پیری سلولهای بنیادی مزانشیمی و حفظ ظرفیت درمانی آنها مورد بررسی قرار گیرد. پژوهشگران همچنین داروها یا مولکولهایی مانند راپامایسین و فعالکنندههای FOXO3 را بهعنوان گزینههایی مطرح میکنند که در مطالعات آینده میتوانند برای بررسی امکان بهتأخیر انداختن یا تعدیل فرآیند پیری این سلولها مورد ارزیابی قرار گیرند.
با این حال، پژوهشگران تأکید میکنند که این یافتهها هنوز نیازمند اعتبارسنجی آزمایشگاهی و مطالعات بیشتر هستند؛ چرا که مطالعه حاضر بر تحلیل یک مجموعه داده عمومی و منفرد (GSE7888) استوار است و ممکن است تنوع بین اهداکنندگان را بهطور کامل منعکس نکند. بنابراین، پیشنهادهایی مانند هدف قرار دادن مسیرهای mTOR، FoxO و p53 یا استفاده از ترکیباتی مانند راپامایسین و فعالکنندههای FOXO3، همچنان نیازمند بررسی و اعتبارسنجی تجربی هستند.
یافتههای این پژوهش میتواند به شناخت بهتر سازوکارهای مولکولی پیری سلولهای بنیادی مزانشیمی کمک کند و زمینهای برای توسعه راهکارهایی فراهم سازد که در آینده با هدف بهتأخیر انداختن پیری سلولی و حفظ ظرفیت درمانی این سلولها مورد بررسی قرار گیرند. همچنین، شناسایی مسیرهای مولکولی کلیدی در این فرآیند میتواند زمینه را برای مطالعات آینده در زمینه جوانسازی سلولهای بنیادی مزانشیمی و بررسی امکان حفظ یا بهبود ظرفیت بازسازی بافتی آنها فراهم کند.
مشاهده مقاله
تاریخ انتشار: ۱۴۰۵/۰۵/۲۱
