به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، هنگامی که کودکی از دوچرخه خود می‌افتد و زانوی او می‌خراشد، سلول‌های بنیادی پوست به کمک می‌شتابند و اپیدرم جدیدی رشد می‌کنند تا زخم را بپوشانند. اما فقط برخی از سلول‌های بنیادی به بازسازی اپیدرمی اختصاص داده شده‌اند تا از بدن او محافظت کنند. سایر سلول‌های بنیادی پوستی در فولیکول مو هستند که معمولاً رشد مو را تقویت می‌کنند ولی در مواقع می‌توانند در نیازهای فوری تر به سلول‌های بنیادی اپیدرمی تبدیل شوند تا فرایند ترمیم را انجام دهند. برای انجام این کار، این سلول‌های بنیادی فولیکول مو ابتدا وارد یک حالت انعطاف پذیر می‌شوند که در آن به طور موقت فاکتورهای رونویسی هر دو نوع سلول‌های بنیادی، مو و اپیدرم را بیان می‌کنند. اکنون، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که هنگامی که سلول‌های بنیادی وارد این حالت شوند، که به عنوان انعطاف‌پذیری دودمان شناخته می‌شود، تا زمانی که سرنوشت قطعی را انتخاب نکنند، نمی‌توانند به طور موثر در هر یک از این نقش‌ها عمل کنند. درواقع اسید رتینوئیک، شکل بیولوژیکی فعال ویتامین A، به عنوان یک رئوستات شگفت انگیز ظاهر می‌شود. این یافته‌ها انعطاف پذیری دودمان را با پیامدهای بالینی بالقوه روشن می‌کند. این کار در مجله Science منتشر شده است. الین فوکس از راکفلر می‌گوید: «هدف ما این بود که این حالت را به‌خوبی درک کنیم تا یاد بگیریم چگونه آن را بالا یا پایین بیاوریم. ما در حال حاضر درک بهتری از اختلالات پوست و مو و همچنین راهی برای جلوگیری از شکل پذیری دودمان در رشد تومور داریم.

اهمیت سوئیچ سرنوشت در سلول‌های بنیادی

سلول‌های بنیادی بالغ در مکان‌های تخصصی قرار دارند که به شدت نوع و زمان بازسازی بافت را تنظیم می‌کنند. و با این حال، بافت‌های مانع، مانند پوست، در معرض رگبار فشارهایی قرار می‌گیرند که می‌توانند معماری کنام‌های سلول‌های بنیادی  موجود را مختل کنند. این سلول‌های بنیادی که از محدودیت‌های طبیعی خود رها شده‌اند، می‌توانند به مناطق آسیب‌دیده‌ای که بیشتر نیاز دارند بسیج شوند. برای به دست آوردن انعطاف‌پذیری لازم برای عبور از این مرزهای هموستاتیک، سلول‌های بنیادی وارد یک حالت گذرا از انعطاف‌پذیری دودمان می‌شوند که در آن سرنوشت سلول‌های قبلی و جدید با هم بیان می‌شوند. اجرای صحیح این سوئیچ سرنوشت برای بازگرداندن سلامت بافت بسیار مهم است زیرا عدم انجام این کار می‌تواند منجر به انتخاب اصل و نسب معیوب و ترمیم زخم مزمن شود.

نقش سلول‌های بنیادی فولیکول مو (HFSCs) در ترمیم

علیرغم درک روزافزون اهمیت انعطاف پذیری دودمانی سلول‌های بنیادی، مسیرهای سیگنال دهی درگیر ذر این فرایند هنوز به خوبی شناخته نشده اند. اپیتلیوم پوست برای بررسی این مشکل ایده آل است زیرا سلول‌های بنیادی فولیکول مو (HFSCs) به عنوان پاسخ دهنده اولیه به اپیتلیال شدن مجدد پس از خراش و زخم وارد عمل می‌شوند. برای کمک به ترمیم، سلول‌های بنیادی باید قبل از گرفتن مکان‌های جدید در سوله‌های اپیدرمی، وارد حالت منعطفی شوند. مشابه رفتار سلول‌های بنیادی در زخم‌ها، HFSCهای کشت‌شده موش رشد کرده در سرم و محیط غنی از فاکتور رشد نیز علائم مولکولی مشابهی را نشان می‌دهند. این کشت‌ها بستری را برای دنبال کردن رویکردهای عملکردی با کارایی بالا برای روشن کردن زیست‌شناسی که زیربنای انعطاف‌پذیری دودمان سلول‌های بنیادی است، فراهم می‌کنند.

سلول‌های بنیادی پوست

شکل پذیری دودمان در چندین بافت به عنوان یک پاسخ طبیعی به زخم و یک ویژگی غیرطبیعی سرطان مشاهده شده است. اما آسیب‌های جزئی پوست بهترین مکان برای مطالعه این پدیده است، زیرا لایه‌های بیرونی پوست در معرض سوء استفاده دائمی قرار دارند. و هنگامی که خراش یا خراشیدگی به اپیدرم آسیب می‌رساند، سلول‌های بنیادی فولیکول مو اولین پاسخ دهنده هستند. متیو تیرنی، نویسنده اصلی مقاله و برنده جایزه پسادکتری NIH K99 «مسیری به سوی استقلال» در آزمایشگاه فوکس توضیح می‌دهد که فوکس و همکارانش به بررسی دقیق‌تر انعطاف‌پذیری دودمان پرداختند، زیرا این عملکرد سلول‌های بنیادی «می‌تواند مانند یک شمشیر دولبه عمل کند». زیرا این فرآیند برای هدایت سلول‌های بنیادی به بخش‌هایی از بافتی که بیشتر نیاز دارند ضروری است، اما اگر کنترل نشود، می‌تواند همان بافت‌ها را در برابر حالت‌های مزمن ترمیم و حتی برخی از انواع سرطان آسیب‌پذیر کند.»

بررسی نحوه تنظیم فرایند ترمیم در بدن

فوکس و تیمش برای درک بهتر اینکه چگونه بدن این فرآیند را تنظیم می‌کند، مولکول‌های کوچک را برای بررسی توانایی آنها در حل شکل پذیری دودمان در سلول‌های بنیادی فولیکول مو موش کشت شده، تحت شرایطی که حالت زخم را تقلید می‌کرد، غربالگری کردند. آنها متعجب شدند که دریافتند رتینوئیک اسید، شکل بیولوژیکی فعال ویتامین A، برای خروج این سلول‌های بنیادی از انعطاف پذیری دودمان و سپس تمایز به سلول‌های مویی یا سلول‌های اپیدرمی در شرایط آزمایشگاهی ضروری است. فوکس می‌گوید: «از طریق مطالعات خود، ابتدا در شرایط آزمایشگاهی و سپس در داخل بدن، عملکرد ناشناخته‌ای را برای ویتامین A کشف کردیم، مولکولی که مدت‌ها شناخته شده بود که اثرات قوی اما اغلب گیج‌کننده بر پوست و بسیاری از اندام‌های دیگر دارد.

نقش کلیدی ویتامین Aدر کنترل ترمیم

این تیم دریافتند که مداخلات ژنتیکی، رژیمی و موضعی که باعث افزایش یا حذف اسید رتینوئیک از موش‌ها می‌شود، همگی نقش آن را در متعادل کردن واکنش سلول‌های بنیادی به آسیب‌های پوستی و رشد مجدد مو تایید می‌کنند. جالب اینجاست که رتینوئیدها به تنهایی عمل نمی‌کنند: تأثیر متقابل آنها با مولکول‌های سیگنال‌دهنده مانند BMP و WNT بر اینکه سلول‌های بنیادی باید سکون خود را حفظ کنند یا فعالانه در رشد مجدد مو مشاهده شده است. مشاهده این تفاوت ظریف در اینجا متوقف نشد. زیرا فوکس و همکارانش همچنین نشان دادند که سطح اسید رتینوئیک باید کاهش یابد تا سلول‌های بنیادی فولیکول مو در ترمیم زخم مشارکت داشته باشند - اگر سطح آنها خیلی بالا باشد، وارد انعطاف‌پذیری نسل نمی‌شوند و نمی‌توانند زخم‌ها را ترمیم کنند - اما اگر سطوح خیلی پایین باشد، سلول‌های بنیادی به شدت بر روی ترمیم زخم تمرکز می‌کنند و بازسازی مو کاهش می‌یابد فوکس می‌گوید: «ممکن است به همین دلیل باشد که اثرات ویتامین A بر زیست‌شناسی بافت بسیار مبهم بوده است.

نقش ویتامین A در ترمیم مو

یکی از نتایج ناشناخته ماندن بیولوژی رتینول برای مدت طولانی این است که کاربرد رتینوئید و ویتامین A برای مدت طولانی نتایج گیج کننده ای را به همراه داشته است. رتینوئیدهای موضعی برای تحریک رشد مو در زخم‌ها شناخته شده بودند، اما اکنون نتایج نشان داده شده است که بیان بیش از حد رتینوئیدها از رشد مو جلوگیری می‌کند و باعث آلوپسی می‌شود. اثرات مثبت و منفی رتینوئیدها بر ترمیم اپیدرم از طریق مطالعات مختلف ثبت شده است. مطالعه حاضر با نشان دادن رتینوئیدها در یک نقش مرکزی - در راس تنظیم سلول‌های بنیادی فولیکول مو و اپیدرم، وضوح بیشتری به ارمغان می‌آورد. Tierney می‌گوید: «با تعریف حداقل الزامات مورد نیاز برای تشکیل انواع سلول‌های موی بالغ از سلول‌های بنیادی خارج از بدن، این کار این پتانسیل را دارد که رویکرد ما به مطالعه زیست‌شناسی مو را تغییر دهد.

حفظ انعطاف‌پذیری دودمانی سلول‌های بنیادی با خوردن هویج

ولی اینکه چگونه رتینوئیدها بر سایر بافت‌ها تأثیر می‌گذارند را باید دید. فوکس می‌گوید: وقتی هویج می‌خورید، ویتامین A به صورت رتینول در کبد ذخیره می‌شود و به بافت‌های مختلف فرستاده می‌شود. بسیاری از بافت‌هایی که رتینول دریافت می‌کنند و آن را به اسید رتینوئیک تبدیل می‌کنند، نیاز به ترمیم زخم دارند و از انعطاف‌پذیری دودمان استفاده می‌کنند، بنابراین جالب است که ببینیم پیامدهای یافته‌های ما در پوست چقدر گسترده خواهد بود. آزمایشگاه فوکس همچنین به چگونگی تأثیر رتینوئیدها بر انعطاف پذیری دودمان در سرطان، به ویژه کارسینوم سلول سنگفرشی و بازال علاقه مند است. فوکس می‌گوید: «سلول‌های بنیادی سرطانی هرگز انتخاب درستی انجام نمی‌دهند، آنها همیشه کاری غیرعادی انجام می‌دهند. زمانی که این حالت را در بسیاری از انواع سلول‌های بنیادی مطالعه می‌کردیم، متوجه شدیم که وقتی انعطاف‌پذیری دودمان کنترل نشود، عامل اصلی سرطان است.

نقش کلیدی رتینوئیدها در درمان سرطان

کارسینوم‌های سلول بازال انعطاف نسبتاً کمی دارند و نسبت به کارسینوم‌های سلول سنگفرشی بسیار کمتر تهاجمی هستند. اگر مطالعات آینده نشان دهد که سرکوب شکل پذیری دودمان کلیدی برای کنترل رشد تومور و بهبود نتایج است، رتینوئیدها ممکن است نقش کلیدی در درمان این سرطان‌ها داشته باشند. فوکس می‌گوید: «این امکان وجود دارد که سرکوب انعطاف پذیری دودمان بتواند پیش آگهی‌ها را بهبود بخشد. این یک کار بسیار هیجان‌انگیز است که اکنون می‌توان آن را بررسی کرد.

پایان مطلب/.