به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دانشمندان دانشگاه کمبریج برای کمک به درک بیماری کرون، روده‌های کوچک یا ارگانوئید را در آزمایشگاه رشد داده‌اند و نشان می‌دهند که سوئیچ‌هایی که DNA را در سلول‌های روده تغییر می‌دهند، نقش مهمی‌ در بیماری و نحوه نمایش آن در بیماران دارند. محققان می‌گویند این مینی روده‌ها می‌توانند در آینده برای شناسایی بهترین درمان برای هر بیمار مورد استفاده قرار گیرند و امکان درمان‌های دقیق تر و شخصی تر را فراهم کنند.

پیش زمینه

بیماری کرون نوعی بیماری التهابی روده (IBD) است. این یک بیماری مادام العمر است که با التهاب دستگاه گوارش مشخص می‌شود که از هر 350 نفر در بریتانیا یک نفر را تحت تاثیر قرار می‌دهد و از هر چهار نفر یک نفر قبل از 18 سالگی بروز می‌کند. در خفیف ترین حالت ، می‌تواند علائمی را ایجاد کند که تأثیر عمده ای بر کیفیت زندگی از جمله درد معده ، اسهال ، کاهش وزن و خستگی دارد، اما همچنین می‌تواند منجر به جراحی گسترده، بستری شدن در بیمارستان، قرار گرفتن در معرض داروهای سمی ‌شود و تأثیر عمده‌ای بر بیماران و خانواده‌های آن‌ها داشته باشد. در حالی که شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد اگر یکی از بستگان درجه یک به کرون مبتلا باشد، خطر بیشتری برای ابتلا به این بیماری وجود دارد، اما موفقیت محدودی در شناسایی عوامل خطر ژنتیکی وجود داشته است. در نتیجه، تخمین زده می‌شود که تنها 10 درصد از وراثت به دلیل تغییرات در DNA ما است. ماتیاس زیلباور، پروفسور گوارش کودکان در دانشگاه کمبریج و بیمارستان‌های دانشگاه کمبریج NHS Foundation Trust (CUH)، گفت: " تعداد موارد بیماری کرون و IBD در سراسر جهان به‌ ویژه در میان کودکان کوچک‌تر به‌ طور چشمگیری در حال افزایش است، اما علی‌رغم دهه‌ها تحقیق، هیچ‌کس نمی‌داند که چه چیزی باعث آن می‌شود، به همین دلیل مدل‌سازی این بیماری بسیار دشوار بوده است. "

بررسی مطالعه

در تحقیقات منتشر شده در Gut، پروفسور زیلباور و همکارانش از سلول‌های روده‌های التهابی استفاده کردند که توسط 160 بیمار ، عمدتا بیماران نوجوان، در CUH اهدا شده بود تا بیش از 300 روده کوچک، که به عنوان ارگانوئید شناخته می‌شوند، در آزمایشگاه رشد کنند تا به آن‌ها کمک کند تا وضعیت را بهتر درک کنند. نمونه‌ها توسط بیماران مبتلا به بیماری کرون و کولیت اولسراتیو و همچنین بیماران مبتلا به IBD اهدا شد. پروفسور زیلبائر گفت: " ارگانوئیدهایی که ما تولید کرده‌ایم عمدتاً از کودکان و نوجوانان هستند. آن‌ها اساساً تکه‌هایی از روده خود را به ما داده‌اند تا به تحقیقات ما کمک کند. کرون می‌تواند یک بیماری شدید باشد که باید در هر سنی با آن دست و پنجه نرم کنیم، اما بدون شجاعت و حمایت داوطلبانمان، ما نمی‌توانیم چنین اکتشافاتی به این صورت داشته باشیم." ارگانوئیدها کشت‌های سلولی سه بعدی هستند که عملکردهای کلیدی یک‌ اندام خاص، در این مورد اپیتلیوم - پوشش روده، را تقلید می‌کنند، محققان آن‌ها را از سلول‌های خاص، به نام سلول‌های بنیادی که از روده گرفته شده، پرورش دادند. سلول‌های بنیادی برای همیشه در روده زندگی می‌کنند، به طور مداوم تقسیم می‌شوند و به اپیتلیوم روده اجازه بازسازی می‌دهند. آن‌ها با استفاده از این ارگانوئیدها نشان دادند که اپیتلیوم روده بیماران مبتلا به بیماری کرون دارای الگوهای اپی ژنتیک متفاوتی در DNA آن‌ها در مقایسه با افراد سالم است. اپی ژنتیک جایی است که DNA ما توسط کلیدهایی متصل به DNA ما اصلاح می‌شود که ژن‌ها را روشن و خاموش می‌کند، یا فعالیت آن‌ها را زیاد یا کم می‌کند، و خود DNA را دست نخورده باقی می‌گذارد، اما نحوه عملکرد سلول را تغییر می‌دهد.

نتایج مطالعه

پروفسور زیلباور، محقق مؤسسه سلول‌های بنیادی در دانشگاه کمبریج، گفت: " آنچه ما دیدیم این بود که نه تنها تغییرات اپی ژنتیکی در بیماری کرون متفاوت بود، بلکه بین این تغییرات و شدت بیماری همبستگی وجود داشت. سیر بیماری هر بیمار متفاوت است، و این تغییرات به توضیح علت کمک می‌کند، در واقع همه ارگانوئیدها تغییرات اپی ژنتیکی یکسانی نداشتند." محققان می‌گویند که این ارگانوئیدها می‌توانند برای توسعه و آزمایش درمان‌های جدید مورد استفاده قرار گیرند تا ببینند چقدر روی پوشش روده در بیماری کرون موثر هستند. همچنین امکان تطبیق درمآن‌ها را برای بیماران جداگانه باز می‌کند. دکتر رابرت هوشکل یکی از نویسندگان، مشاور متخصص گوارش کودکان در CUH و سرپرست خدمات IBD اطفال، گفت: "در حال حاضر، ما هیچ راهی برای دانستن اینکه کدام درمان برای یک بیمار بهتر جواب می‌دهد، نداریم. حتی درمان‌هایی که در حال حاضر فقط داریم. تقریباً در نیمی از بیماران ما کار می‌کند و با گذشت زمان این مشکل بسیار بزرگ است. در آینده، می‌توانید تصور کنید که سلول‌های یک بیمار خاص را بگیرید، ارگانوئید او را رشد دهید، داروهای مختلف را روی ارگانوئید آزمایش کنید و بگویید، خوب، این دارویی است که برای این فرد کار می‌کند." این تحقیق مسیر خاصی را نشان داد که در بیماری کرون دخیل است، به نام مجتمع اصلی سازگاری بافتی تایپ (I ( MHC -I . این مسیر به سلول‌های ایمنی اجازه می‌دهد تا آنتی‌ژن‌ها را شناسایی کنند، یعنی یک سم یا ماده خارجی دیگری که باعث ایجاد پاسخ ایمنی در بدن می‌شود و می‌تواند شامل مولکول‌های موجود در غذا یا میکروبیوتای روده ما باشد. این تیم نشان داد که سلول‌هایی که پوشش داخلی روده را در بیماران مبتلا به بیماری کرون تشکیل می‌دهند، دارای فعالیت افزایش یافته MHC-I هستند که می‌تواند منجر به التهاب در بخش‌های خاصی از روده شود. پروفسور زیلبوئر گفت: " این اولین باری است که کسی توانسته است نشان دهد که تغییرات اپی ژنتیکی پایدار می‌تواند توضیح دهد که چه چیزی در اپیتلیوم روده در بیماران مبتلا به بیماری کرون وجود دارد." تغییرات اپی ژنتیکی بسیار پایدار هستند، که ممکن است توضیح دهد که چرا حتی پس از درمان، زمانی که به نظر می‌رسد بیمار بهبود یافته است، التهاب آن پس از چند ماه عود می‌کند، و داروها علائم، و نه علت زمینه‌ای بیماری را درمان می‌کنند. تغییرات اپی ژنتیک در سلول‌های ما خیلی زود در طول رشد کودک در رحم برنامه ریزی می‌شود. آن‌ها تحت تأثیر عوامل محیطی قرار می‌گیرند، که ممکن است شامل قرار گرفتن در معرض عفونت‌ها یا آنتی بیوتیک‌ها باشد، یا حتی عدم قرار گرفتن در معرض عفونت، به اصطلاح فرضیه بهداشت که می‌گوید ما در معرض میکروب‌های کافی برای رشد صحیح سیستم ایمنی خود قرار نداریم.

نتیجه گیری

محققان می‌گویند که این یافته ممکن است یک توضیح احتمالی برای چگونگی وقوع تغییرات اپی ژنتیکی که منجر به بیماری کرون می‌شود در وهله اول ارائه دهد. محققان دانشکاه کمبریج با پروفسور زیلباور و تیم او کار می‌کنند و اخیراً یک حق اختراع برای این فناوری به ثبت رسانده است. آن‌ها به دنبال شرکای تجاری برای کمک به توسعه این فرصت هستند.

پایان مطلب./