به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، سلول‌های بنیادی خون‌ساز کلید پیوندهایی است که به عنوان درمان‌های نجات دهنده برای سرطان‌های خون و اختلالات خونی و ایمنی استفاده می‌شود. این سلول‌ها ظرفیت خود را تجدید می‌کنند، اما به سرعت توانایی خود را برای انجام این کار در ظرف آزمایشگاهی از دست می‌دهند. دانشمندان پروتئینی را شناسایی کرده‌اند که نه تنها سلول‌های بنیادی خون را قادر می‌سازد تا در ظرف آزمایشگاهی خود تجدید شوند، بلکه به این سلول‌های تکثیر شده اجازه می‌دهد تا پس از پیوند به مدل‌های موش به طور موثر عمل کنند. این یافته‌ها می‌تواند به در دسترس قرار دادن پیوند سلول‌های بنیادی خون برای افراد بیشتری کمک کند و دسترسی و ایمنی ژن درمانی‌هایی را که از این سلول‌ها استفاده می‌کنند، بهبود بخشد. دانشمندان UCLA پروتئینی را شناسایی کرده‌اند که نقش مهمی در تنظیم خود نوسازی سلول‌های بنیادی خون انسان ایفا می‌کند و به آنها کمک می‌کند سیگنال‌های محیط خود را درک و تفسیر کنند. نتایج این مطالعه که در Nature منتشر شده است، و محققان را یک قدم به توسعه روش‌هایی برای گسترش سلول‌های بنیادی خون در یک ظرف آزمایشگاهی نزدیک‌تر می‌کند که می‌تواند پیوند نجات‌بخش این سلول‌ها را در دسترس‌تر کند و ایمنی درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی خون را افزایش دهد.

سلول‌های بنیادی خون‌ساز(HSC)

HSCها به دلیل توانایی خود در پاسخ به نشانه‌های ریزمحیطی برای ایجاد تعادل در خود نوسازی و تمایز، تشکیل خون را در طول زندگی حفظ می‌کنند. HSCها می‌توانند درمان نجات دهنده‌ای را برای بیماران مبتلا به بدخیمی‌های خونی و بیماران مبتلا به اختلالات خونی ارثی ارائه دهند. اما دسترسی به پیوند HSC به دلیل مشکل در یافتن اهداکنندگان مغز استخوان (BM) سازگار با سیستم ایمنی و مقدار کم HSCs در خون بندناف (CB) محدود شده است. بنابراین، بهینه سازی محیط کشت سلولی برای گسترش HSCهای انسانی ex vivo4،5 یک هدف دیرینه بوده است. با این حال، انتقال HSCهای انسانی از جایگاه خود به کشت منجر به تغییرات گسترده در رونوشت، اپی ژنوم، سیگنالینگ، متابولیسم، پروتئوستاز و سایر عملکردهای سلولی می‌شود که به شدت عملکرد HSC را به خطر می‌اندازد. روش‌های متنوع موجود برای افزایش خودتجدیدی HSC انسان در شرایط in vivo شامل کشت همزمان با سلول‌های شبه کنام سلول‌های استرومایی مزانشیمی BM9، یا سلول‌های اندوتلیال (ECs) و کشت‌های سه بعدی در یک ماتریکس آبدوست است. روش‌های دیگر شامل مکمل‌سازی سیتوکین‌های HSC با مولکول‌های کوچک حامی HSC مانند SR1 یا UM171  در شرایط بدون آلبومین است که سیتوکین‌ها را با آگونیست‌های شیمیایی جایگزین می‌کند. علاوه بر این، تنظیم‌کننده‌های رونویسی که می‌توانند گسترش HSC انسان را در کشت ترویج دهند، مانند MLLT3 و MSI2 ،کشف شده‌اند و از نظر عملکردی پس از پیوند تأیید شده‌اند. هدف دیگر شناسایی نشانگرهای مولکولی است که نشان دهنده حفظ خواص HSC است.

محدودیت‌های پیوند سلول‌های بنیادی خون‌ساز

سلول‌های بنیادی خون، که به عنوان سلول‌های بنیادی خونساز نیز شناخته می‌شوند، توانایی ایجاد کپی از خود را از طریق فرآیندی به نام خود نوسازی دارند و می توانند برای تولید تمام خون و سلول‌های ایمنی موجود در بدن تمایز پیدا کنند. برای چندین دهه، پیوند این سلول‌ها به عنوان درمان نجات دهنده برای سرطان‌های خون مانند لوسمی و سایر اختلالات خونی و ایمنی مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، پیوند سلول‌های بنیادی خون محدودیت‌های قابل توجهی دارد. یافتن یک اهداکننده سازگار می‌تواند دشوار باشد، به‌ویژه برای افراد با اجداد غیر اروپایی، و تعداد سلول‌های بنیادی موجود برای پیوند می‌تواند برای درمان ایمن بیماری فرد بسیار کم باشد. این محدودیت‌ها همچنان پابرجا هستند، زیرا سلول‌های بنیادی خونی که از بدن خارج شده و در ظرف آزمایشگاهی قرار گرفته‌اند، به سرعت توانایی خود را برای خود تجدیدی از دست می‌دهند. پس از دهه‌ها تحقیق، دانشمندان به شدت به حل این مشکل نزدیک شده اند.

یافتن راه افزایش تولید سلول‌های بنیادی خونساز

دکتر می‌گوید: «ما متوجه شده‌ایم که چگونه سلول‌هایی تولید کنیم که شبیه سلول‌های بنیادی خون هستند و همه نشانه‌های آن‌ها را دارند، اما وقتی این سلول‌ها در پیوند استفاده می‌شوند، بسیاری از آنها هنوز کار نمی‌کنند؛ بنابراین چیزی کم است.»  جولیا آگواد گورگوریو، اولین و نویسنده مقاله، برای مشخص کردن قطعه گمشده‌ای که از عملکرد کامل این سلول‌های بنیادی خون مانند سلول‌های بنیادی جلوگیری می‌کند، داده‌های توالی یابی را برای شناسایی ژن‌هایی که با قرار دادن سلول‌های بنیادی خون در آزمایشگاه خاموش می‌شوند، تجزیه و تحلیل کرد. یکی از این ژن‌ها، MYCT1، که پروتئینی به همین نام را رمزگذاری می‌کند که برای ظرفیت خود نوسازی این سلول‌ها ضروری است.

شناسایی و معرفی پروتئین MYCT1 و عملکرد آن

آنها دریافتند که MYCT1 فرآیندی به نام اندوسیتوز را تنظیم می‌کند که نقش کلیدی در نحوه دریافت سیگنال‌هایی از محیط اطراف سلول‌های بنیادی خون دارد که به آن‌ها می‌گوید چه زمانی خود را تجدید کنند، چه زمانی تمایز پیدا کنند و چه زمانی ساکت باشند. آگواد گورگوریو، دانشمند دستیار پروژه در آزمایشگاه Mikkola گفت: «زمانی که سلول‌ها سیگنالی را درک می‌کنند، باید آن را درونی کرده و پردازش کنند؛ MYCT1 کنترل می‌کند که سلول‌های بنیادی خون با چه سرعتی این سیگنال‌ها را درک می‌کنند. بدون این پروتئین، سیگنال‌های محیط سلول‌ها از زمزمه به فریاد تبدیل می‌شوند و سلول‌ها تحت استرس و بی‌نظمی قرار می‌گیرند.» محققان MYCT1 را با حسگرهای موجود در خودروهای مدرن مقایسه می‌کنند که تمام فعالیت‌های اطراف را نظارت می‌کنند و به طور انتخابی مهم‌ترین اطلاعات را در زمان مناسب به رانندگان منتقل می‌کنند و به تصمیم‌گیری‌هایی مانند زمان چرخش ایمن یا تغییر مسیر کمک می‌کنند. بدون MYCT1، سلول‌های بنیادی خون شبیه به محرک‌های مضطرب هستند که با تکیه بر این حسگرها، ناگهان بدون راهنمایی آن‌ها گم می‌شوند. در مرحله بعد، محققان از یک ناقل ویروسی برای معرفی مجدد MYCT1 استفاده کردند تا ببینند که آیا حضور آن می‌تواند خودنوسازی سلول‌های بنیادی خون را در یک ظرف آزمایشگاهی بازگرداند. آنها دریافتند که بازسازی MYCT1 نه تنها سلول‌های بنیادی خون را تحت فشار کمتری قرار می دهد و آنها را قادر می سازد تا در کشت خود تجدید شوند، بلکه به این سلول‌های گسترش یافته اجازه می دهد تا پس از پیوند به مدل های موش به طور موثر عمل کنند.

گام بعدی مطالعه

به عنوان گام بعدی، تیم بررسی خواهد کرد که چرا خاموش شدن ژن MYCT1 رخ می دهد، و سپس، چگونه می توان از این خاموش شدن بدون استفاده از یک ناقل ویروسی جلوگیری کرد، که برای استفاده در یک محیط بالینی ایمن تر است. میکولا، استاد مولکولی، سلولی و تکاملی گفت: اگر بتوانیم راهی برای حفظ بیان MYCT1 در سلول‌های بنیادی خون در کشت و پس از پیوند پیدا کنیم، دری را برای به حداکثر رساندن همه این پیشرفت‌های قابل توجه دیگر در این زمینه باز می‌کنیم. زیست شناسی در کالج UCLA و یکی از اعضای مرکز جامع سرطان UCLA Health Jonsson "این نه تنها پیوند سلول‌های بنیادی خون را در دسترس تر و موثرتر می کند، بلکه ایمنی و مقرون به صرفه بودن ژن درمانی را که از این سلول ها استفاده می کند.

پایان مطلب/.