إعادة شباب خلايا الدم الجذعية: اختراق في مكافحة الشيخوخة

في دراسة حديثة، تمكن العلماء من عكس آثار الشيخوخة في خلايا الدم الجذعية، مما يفتح آفاقًا جديدة في مجال مكافحة الشيخوخة.

العلماء يجعلون خلايا الدم الجذعية القديمة شابة مرة أخرى في اختراق كبير لمكافحة الشيخوخة

نجح العلماء في كلية إيكان للطب في ماونت سيناي في عكس الشيخوخة في الخلايا الجذعية المكونة للدم في الفئران عن طريق إصلاح العيوب في الهياكل المعروفة باسم الليزوزومات. النتائج التي نشرت في الخلية الجذعية تشير إلى خلل الليزوزوم وفرط النشاط كأسباب رئيسية لشيخوخة الخلايا الجذعية ويظهر أن استعادة نشاط الليزوزوم المناسب يمكن أن يجدد الخلايا الجذعية القديمة ويحسن قدرتها على تجديد خلايا الدم والمناعة.

أهمية الليزوزومات في الخلايا الجذعية

تعمل الليزوزومات كمراكز إعادة التدوير الداخلية للخلية. فهي تقوم بتكسير البروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات والدهون، مما يساعد الخلايا على التخلص من النفايات وإعادة استخدام المواد في العمليات البيولوجية الأساسية. كما أنها تخزن العناصر الغذائية التي يمكن إطلاقها عند الحاجة. بسبب هذه الأدوار، تعتبر الليزوزومات ضرورية للحفاظ على التمثيل الغذائي الخلوي، بما في ذلك الهدم (تحطيم الجزيئات المعقدة إلى جزيئات بسيطة) والابتنائية (بناء جزيئات معقدة من جزيئات أبسط).

الخلايا الجذعية المكونة للدم

ركز فريق البحث على الخلايا الجذعية المكونة للدم (HSCs)، وهي خلايا جذعية نادرة وطويلة الأمد موجودة في نخاع العظم والتي تولد جميع خلايا الدم والمناعة في الجسم. قاد الدراسة ساغي غفاري، دكتوراه في الطب، دكتوراه، أستاذ علم الأحياء الخلوي والتنموي والتجديدي في كلية الطب في إيكان وعضو في معهد الخلايا الجذعية للعائلة السوداء.

تأثير الشيخوخة على الخلايا الجذعية

مع تقدم الأشخاص في السن، تفقد هذه الخلايا الجذعية تدريجيًا قدرتها على إصلاح وتجديد نظام الدم. يضعف هذا الانخفاض الدفاعات المناعية ويساهم في زيادة التعرض للعدوى التي تظهر لدى كبار السن. وترتبط الخلايا الجذعية السرطانية أيضًا بالشيخوخة، وتكون الدم النسيلي، وهي حالة بدون أعراض تعتبر حالة ما قبل سرطانية تزيد من خطر الإصابة بسرطانات الدم والأمراض الالتهابية. تصبح الحالة أكثر شيوعًا مع تقدم العمر.

استعادة الخلايا الجذعية القديمة إلى حالة الشباب

اكتشف الباحثون أن الليزوزومات في الخلايا الجذعية السرطانية القديمة تصبح شديدة الحموضة، ومتضررة، ومنضبة، ونشطة بشكل غير طبيعي. هذه التغييرات تعطل التوازن الأيضي والاستقرار اللاجيني للخلايا الجذعية.

باستخدام النسخ المنفردة للخلية الواحدة والاختبارات الوظيفية، وجد الفريق أن حجب هذا النشاط الليزوزومي المفرط باستخدام مثبط ATPase الفراغي أعاد صحة الليزوزومية وحسّن وظيفة الخلايا الجذعية في الدم المتقادمة.

وبعد العلاج، بدأت الخلايا الجذعية القديمة تتصرف مثل الخلايا الشابة السليمة مرة أخرى. لقد استعادوا القدرة على التجدد بشكل فعال، وإنتاج خلايا دم ومناعة متوازنة، وتوليد خلايا جذعية صحية إضافية. وأظهرت الخلايا المعالجة أيضًا تحسنًا في التمثيل الغذائي وأداء الميتوكوندريا، وأنماط جينية أكثر صحة، وانخفاض الالتهاب، وعدد أقل من الإشارات الالتهابية الضارة التي يمكن أن تلحق الضرر بالأنسجة في جميع أنحاء الجسم.

وقال الدكتور غفاري: “تكشف النتائج التي توصلنا إليها أن الشيخوخة في خلايا الدم الجذعية ليست مصيرًا لا رجعة فيه. فخلايا الدم الجذعية القديمة لديها القدرة على العودة إلى حالة الشباب، ويمكنها الارتداد مرة أخرى”. “من خلال إبطاء الليزوزومات وتقليل حموضتها، أصبحت الخلايا الجذعية أكثر صحة ويمكنها صنع خلايا دم جديدة متوازنة وخلايا جذعية جديدة بشكل أكثر فعالية. ومن خلال استهداف فرط نشاط الليزوزومات، تمكنا من إعادة ضبط الخلايا الجذعية القديمة إلى حالة أكثر شبابًا وصحة، وتحسين قدرتها على تجديد الدم والخلايا المناعية.”

زيادة كبيرة في القدرة على تكوين الدم

اختبر الباحثون أيضًا نهج العلاج خارج الجسم الحي (عندما تتم إزالة الخلايا من الجسم، وتعديلها في المختبر، وإعادتها إلى الجسم). أدى علاج الخلايا الجذعية القديمة بمثبط الليزوزوم إلى زيادة قدرتها على تكوين الدم في الحيوانات الحية بأكثر من ثمانية أضعاف، مما يسلط الضوء على التأثيرات التجددية القوية لتصحيح خلل الليزوزوم.

كما أدى التحسن إلى تقليل المسارات الالتهابية الضارة والمرتبطة بالإنترفيرون. وفقًا للباحثين، حدث هذا لأن الليزوزومات الأكثر صحة حسنت معالجة الحمض النووي للميتوكوندريا وخفضت تنشيط مسار الإشارات المناعية cGAS-STING، والذي يبدو أنه يلعب دورًا رئيسيًا في التهاب الخلايا الجذعية والشيخوخة.

إمكانية علاجات مكافحة الشيخوخة واضطرابات الدم

يمكن أن تفتح النتائج الباب أمام علاجات جديدة تهدف إلى منع أو عكس اضطرابات الدم المرتبطة بالعمر. يمكنهم أيضًا تحسين نتائج زرع الخلايا الجذعية لدى المرضى الأكبر سناً وتعزيز طرق التكييف المستخدمة في العلاج الجيني.

وأضاف الدكتور غفاري: “يظهر الخلل الوظيفي في الليزوزومات كمحرك رئيسي لشيخوخة الخلايا الجذعية”. “إن استهداف هذا المسار قد يساعد يومًا ما في الحفاظ على صحة الدم وجهاز المناعة لدى كبار السن، وتحسين خلاياهم الجذعية للزرع، وتقليل خطر اضطرابات الدم المرتبطة بالعمر، وربما يكون له تأثير على الشيخوخة بشكل عام.”

يقوم الفريق الآن بالتحقيق فيما إذا كان الخلل الليزوزومي في الخلايا الجذعية الهرمة يساهم في تطور الخلايا الجذعية لسرطان الدم، مما قد يربط شيخوخة الخلايا الجذعية الطبيعية بتكوين السرطان.

تضمن البحث التعاون مع الدكتور ميكايل ميناجر وزملائه في معهد إيماجين و INSERM UMR 1163 في جامعة باريس سيتي في باريس. تم توفير التمويل من قبل المعاهد الوطنية للصحة، وعلوم الخلايا الجذعية في ولاية نيويورك، ومعهد INSERM، والوكالة الوطنية للأبحاث.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily

تسعى الأبحاث المستقبلية إلى فهم أفضل لكيفية تأثير الليزوزومات على الشيخوخة، مما قد يؤدي إلى تطوير علاجات جديدة لتحسين صحة الدم والمناعة.