به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، علیرغم درک نسبتاً توسعه یافته‌ای از پاتوفیزیولوژی زمینه ساز مکانیسم‌های اولیه و ثانویه مرگ سلولی پس از آسیب ایسکمیک، درمان‌های معدودی برای بهبود پیش آگهی سکته مغزی وجود دارد. یکی از عوامل اصلی مرگ سلولی ثانویه، اختلال عملکرد میتوکندری است. پیشرفت‌های اخیر در درمان‌های مبتنی بر سلول نشان می‌دهد که سلول‌های بنیادی ممکن است برای درمان سکته مغزی انقلابی باشند و بازیابی یکپارچگی میتوکندری ممکن است زمینه ساز این مزایای درمانی باشد. در واقع، عملکرد میتوکندری برای کاهش آسیب اکسیداتیو و التهاب عصبی پس از سکته مغزی و آسیب خونرسانی مجدد ضروری است. 
اختلال میتوکندری در استرس اکسیداتیو به دنبال سکته مغزی و آسیب خونرسانی مجدد
سکته مغزی ایسکمیک به عنوان کمبود مداوم جریان خون در ناحیه‌ای از مغز که منجر به التهاب موضعی، استرس اکسیداتیو و مرگ سلولی شده، تعریف می‌شود. در حالی که مکانیسم‌های اولیه مرگ سلولی به آسیب ایسکمیک مربوط می‌شود، آسیب میتوکندری جزء اصلی مرگ سلولی ثانویه است که به سمیت تحریکی، استرس اکسیداتیو، تجمع رادیکال‌های آزاد، اختلال در نوروژنز، آنژیوژنز، واسکولوژنز و التهاب کمک می‌کند. در درون میتوکندری، چرخه کربس انرژی را از مولکول‌های گلیکولیتیک به حامل‌های الکترون منتقل می‌کند و مسیر فسفوریلاسیون اکسیداتیو تولید حداکثر ATP را منتشر می‌کند. میتوکندری برای تولید انرژی از طریق این فسفوریلاسیون اکسیداتیو حیاتی است. با این حال، فسفوریلاسیون اکسیداتیو نیز به طور چشمگیری منجر به تجمع رادیکال‌های آزاد می‌شود. بنابراین، در صورت نقص عملکرد، آسیب میتوکندری می‌تواند منجر به کاهش تولید انرژی و تجمع بیش از حد رادیکال‌های آزاد و استرس اکسیداتیو به دنبال آسیب ایسکمیک شود. علاوه بر این، آسیب ایسکمیک به میتوکندری‌ها منجر به مرگ برنامه ریزی شده آن‌ها و آزاد شدن سیتوکروم C می‌شود. سیتوکروم C سپس مرگ نورون‌ها را از طریق آپوپتوز تداوم می‌بخشد و باعث آزاد شدن ROS می‌شود.
ترمیم میتوکندری آسیب دیده در سکته: انتقال آستروسیت به نورون میتوکندری
از آنجایی که میتوکندری‌ها به طور طبیعی در سلول‌های یوکاریوتی کار می‌کنند، گروه‌های زیادی نقش میتوکندری‌ها را در درمان موفقیت آمیز سکته مغزی با سلول‌های بنیادی بررسی کرده‌اند. با این حال، مرموزتر این است که آیا میتوکندری‌ها آسیب ایسکمیک را از طریق انتقال مستقیم یا مولکول‌های سیگنالینگ کاهش می‌دهند. برخی تحقیقات نشان می‌دهد که سلول‌های بنیادی به طور فیزیکی میتوکندری‌های سالم را به سلول‌های عصبی رو به زوال منتقل می‌کنند، مشابه کمک‌های آستروسیتی در بقای نورون‌ها پس از سکته. با این حال، برخی دیگر تصور می‌کنند که متابولیسم مستقیم انرژی میتوکندری در سلول‌های بنیادی می‌تواند تمایز سلول‌های بنیادی، پیری، تنظیم ایمنی، آپوپتوز، تکثیر، مهاجرت و کموتاکسی را تعدیل کند.
تداخل سلول‌های بنیادی-سلول عصبی: نجات میتوکندری توسط سلول‌های بنیادی
میتوکندری‌ها نقش کاهش‌دهنده‌ای در التهاب عصبی، از جمله در محل حادثه ایسکمیک عروق مغزی دارند. این مورد با استفاده از درمان با سلول‌های بنیادی مورد توجه است. سلول‌های بنیادی به طرق مختلف اثرات خود را بر سلول‌های درون زا اعمال می‌کنند. آن‌ها می‌توانند مولکول‌ها را برای برقراری ارتباط به شیوه پاراکرین آزاد کنند، اگزوزوم‌ها را آزاد کنند، و حتی اثربخشی انرژی، التهاب و استرس اکسیداتیو را از طریق سازگاری‌های میتوکندری تغییر دهند. پس از درمان با سلول‌های پیش ساز اندوتلیال مغز استخوان انسان، مدل‌های موش سکته مغزی ایسکمیک سلول‌های اندوتلیال، پری سیت و مورفولوژی آستروسیت‌ها را ترمیم کردند. پس از تجزیه و تحلیل دقیق تر، مورفولوژی میتوکندری در این سلول‌ها نیز بازسازی شد، که نشان می‌دهد تغییرات در یکپارچگی میتوکندری ممکن است مسئول اثر مفید این درمان باشد. در مورد تأثیر سلول‌های بنیادی بر میتوکندری، تئوری‌های مختلفی مانند انتقال مستقیم میتوکندری و انتقال متابولیت میتوکندری ارائه شده است.
رویکردهای غیر سلولی برای ترمیم میتوکندری در سکته مغزی
پیشرفت‌های اخیر در درمان‌های مبتنی بر سلول، محققان را تشویق می‌کند تا فرآیندهای انتقال میتوکندری از سلول‌های بنیادی را بررسی کنند، با این حال، سایر رویکردها برای بازگرداندن یکپارچگی میتوکندری پس از سکته مغزی ممکن است شامل تغییرات دارویی یا سبک زندگی باشد. به عنوان مثال، رسوراترول، یک فعال کننده SIRT1، ROS را کاهش می‌دهد و در نهایت استفاده و بازیابی گلوکز میتوکندری را بهبود می‌بخشد. با در نظر گرفتن 54 مطالعه روی مدل‌های جوندگان سکته مغزی، رسوراترول حجم انفارکتوس را کاهش داد و نمرات عصبی رفتاری را بهبود بخشید، احتمالاً از طریق افزایش عملکرد میتوکندری. علاوه بر این، در تلاش برای کاهش استرس اکسیداتیو با بازگرداندن عملکرد میتوکندری، متیلن بلو می‌تواند انتقال الکترون‌ها را در طول مسیر فسفوریلاسیون اکسیداتیو برای کاهش ROS و افزایش کارایی تولید ATP افزایش دهد. در موش‌ها، درمان با متیلن بلو جریان خون را عادی کرد، بار ایسکمیک را کاهش داد و عملکرد جوندگان را افزایش داد.
بار اکسیداتیو ممکن است به طور موثری توسط داروها به دنبال سکته مغزی کاهش یابد، اما افزودنی‌های رژیمی ساده مانند یوبی کینون، N-استیل سیستئین و/یا ویتامین‌های آنتی اکسیدان (به عنوان مثال، C و E) نیز ممکن است ROS را به دنبال سکته ایسکمیک کاهش دهند. تغییرات رژیم غذایی همچنین ممکن است پتانسیل تقویت یکپارچگی میتوکندری را پس از سکته داشته باشد. همانطور که قبلاً بحث شد، سلول‌های بنیادی کشت شده تحت شرایط تعویض متابولیک افزایش تولید ATP میتوکندری و کاهش mRNA ROS میتوکندری را هنگام استفاده برای درمان نورون‌های OGD نشان دادند. این سلول‌های بنیادی فسفوریلاسیون اکسیداتیو را بر متابولیسم گلیکولیتیک تقویت کردند تا کارایی متابولیسم انرژی را افزایش دهند. تغییر متابولیک در شرایط آزمایشگاهی ممکن است با یک رژیم غذایی کتوژنیک منعکس شود، که به طور مشابه در دسترس بودن گلوکز را به حداقل می‌رساند و می‌تواند سلول‌ها را برای تولید میتوکندری‌های قوی تر تغییر دهد.
ترمیم میتوکندری در سایر اختلالات سیستم عصبی مرکزی
در حالی که نجات میتوکندری نوید درمانی در درمان سکته مغزی دارد، آسیب میتوکندری نقش مهمی در سایر اختلالات دژنراتیو CNS، مانند بیماری آلزایمر (AD)، بیماری پارکینسون (PD) و اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) دارد . به این ترتیب، این شرایط ممکن است از ترمیم میتوکندری نیز بهره مند شوند.
بیماری آلزایمر یک اختلال عصبی است که اغلب با تجمع پلاک‌های آمیلوئید بتا در مغز همراه است، اگرچه علت واقعی این بیماری نامشخص است و به طور فزاینده‌ای به نظر می‌رسد ماهیت چندعاملی داشته باشد. علت دقیق مولکولی اختلال عملکرد میتوکندری در AD به طور فزاینده‌ای پیچیده به نظر می‌رسد و به یک مسیر منفرد تنزل نمی‌یابد. مراحل اولیه بیماری با تخریب عملکرد میتوکندری مانند از دست دادن هموستاز کلسیم، آپوپتوز عصبی نامنظم و افزایش قابل توجهی در فراوانی گونه های فعال اکسیژن مشخص می‌شود. تجمع پروتئین تاو مشتق شده از (NH(2) و پلاک‌های آمیلوئید-β در میتوکندری، عملکرد آدنین نوکلئوتید میتوکندری translocator-1 را مهار می‌کند، که مکانیسم بالقوه‌ای را برای اختلال عملکرد اولیه میتوکندری در AD نشان می‌دهد. 
به نظر می‌رسد پلاک‌های آمیلوئید بتا انتقال، شکافت و همجوشی میتوکندری را مهار می‌کنند که منجر به انحطاط عصبی و کاهش قابل توجهی در انعطاف پذیری عصبی می‌شود. علاوه بر این، به نظر می‌رسد هیپرمتیلاسیون tRNA میتوکندری p9 با آسیب رساندن به پایداری RNA، فرآیندهای ترجمه و مختل کردن مسیرهای پایین دست در میتوکندری، نقشی در پاتوژنز بیماری آلزایمر ایفا می‌کند. به عنوان مثال، اختلال در ترجمه پروتئین در نتیجه p9 هایپرمتیله ممکن است باعث اختلال در تا شدن پروتئین‌های درگیر در زنجیره انتقال الکترون، دینامیک سیگنالینگ و هموستاز شود. در مقیاس کلان، به نظر می‌رسد آستروسیت‌ها میزان انتقال خون خود را در مدل‌های موش AD افزایش می‌دهند، که مکانیسم دیگری را برای تخریب عصبی پیشنهاد می‌کند. این امر با افزایش گونه‌های فعال اکسیژن و تغییر رابطه حمایتی بین آستروسیت‌ها و نورون‌ها، عملکرد آستروسیت‌های آسیب دیده را مختل می‌کند.
کمبود درمان‌های موثر برای سکته مغزی در کنار دانش گسترده حاضر از مکانیسم‌های مرگ سلولی ثانویه به دنبال آسیب ایسکمیک گیج کننده است. گام‌های انقلابی در درمان‌های مبتنی بر سلول، اهداف درمانی سکته مغزی را اصلاح کرده است. با این حال، مکانیسم‌های اساسی موفقیت اغلب مورد توجه قرار می‌گیرند. با درک بهتر نحوه تعدیل سلول‌های بنیادی مرگ سلولی ثانویه، این ویژگی‌ها را می‌توان برای تقویت اثربخشی درمان‌های مبتنی بر سلول تقویت کرد. از آنجایی که حیات میتوکندری‌های کارآمد برای بهبود سکته مغزی بهتر درک شده است، گام‌های بیشتر در ارتقای انتقال میتوکندری یا ترشح متابولیت از سلول‌های بنیادی ممکن است به طور قابل توجهی مزایای درمانی آن‌ها را افزایش دهد.
پایان مطلب/.