به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، سلول‌های بنیادی خونساز (HSCs) انواع سلول‌های خونی را تولید می‌کنند و از نگهداری مادام‌العمر و دوباره پر کردن سیستم خونساز اطمینان می‌دهند. این سلول‌های بنیادی بالغ در یک ریزمحیط تخصصی در مغز استخوان (BM) قرار دارند، اما رفتار متمایزی از خود نشان می‌دهند که به موجب آن بخش کوچکی از جمعیت آن‌ها به طور مداوم از BM خارج می‌شوند تا به گردش خون بروند، فرآیندی که تحرک سلول‌های بنیادی نامیده می‌شود. این ویژگی در کلینیک با تحرک HSC از طریق مدولاسیون فارماکولوژیک سیگنال دهی سیتوکین خونساز از طریق قرار گرفتن در معرض فاکتور تحریک کننده کلنی گرانولوسیت (G-CSF) یا آنتاگونیست‌های گیرنده کموکاین نوع 4 (CXCR4) C-X-C مهار می‌شود. HSCهای متحرک از خون محیطی برای پیوند سلول‌های بنیادی خونساز برداشت می‌شوند. پیوند سلول‌های بنیادی به طور گسترده ای برای درمان بیماری‌هایی مانند سرطان، اختلالات خونی و بیماری‌های خود ایمنی که سلول‌های بنیادی معیوب علت اصلی آن هستند، استفاده می‌شود. این پیوندها از سلول‌های بنیادی خونساز دهنده یا میزبان (HSCs) جمع آوری شده از جریان خون استفاده می‌کنند. برای برداشت HSC‌ها، به اهداکنندگان دارویی داده می‌شود که باعث می‌شود HSC‌ها از مغز استخوان به خون حرکت کنند. با این حال، داروهایی که برای به حرکت درآوردن HSC‌ها استفاده می‌شوند، اغلب به اندازه کافی از آن‌ها را آزاد نمی‌کنند تا پیوند موثر باشد. اکنون، محققان کالج پزشکی آلبرت اینشتین، با استفاده از مدل‌های موش، مکانیسم‌هایی را کشف کرده‌اند که حرکت HSC را کنترل می‌کنند. این یافته‌ها به راه جدیدی برای بهبود بسیج HSC برای استفاده بالینی اشاره می‌کند. نتایج این مطالعه در مجله Science منتشر شد.

بسیج سلول‌های بنیادی بدن

HSC‌ها سلول‌های نابالغی هستند که می‌توانند به انواع سلول‌های خونی تبدیل شوند. آن‌ها عمدتاً در یک ریزمحیط تخصصی در مغز استخوان وجود دارند. با این حال، بخش کوچکی از جمعیت آن‌ها به طور مداوم از مغز استخوان فرار می‌کنند تا در جریان هموستاز یا تعداد بیشتری در پاسخ به عفونت در جریان خون حرکت کنند. پیوند سلول‌های بنیادی خونساز (HSC) بیش از 50 سال است که برای درمان بیماری‌های خون ساز استفاده می‌شود. HSC‌ها را می‌توان از مغز استخوان (BM)، خون بند ناف یا خون محیطی جدا کرد. به دلیل هزینه‌های کمتر، بستری کوتاه‌تر و پیوند سریع‌تر، خون محیطی به منبع اصلی HSCs برای پیوند تبدیل شده است، با این حال، بخش قابل توجهی از اهداکنندگان یا بیماران سالم ممکن است تحرک ضعیف G-CSF باشند که در نتیجه تعداد HSCs کافی برای پیوند وجود ندارد و نیاز به استراتژی‌های جایگزین برای افزایش بازده آفرزیس است. فرآیند بسیج سلول‌های بنیادی در پیوندها به کار گرفته می‌شود که در آن HSC‌های سالم برداشت شده از خون اهداکنندگان به بیمار تزریق می‌شوند. برای بهبود تعداد HSC‌های برداشت شده، به اهداکنندگان دارویی داده می‌شود که بسیج HSC را تقویت می‌کند. دکتر بریتا ویل، دانشیار انکولوژی و زیست شناسی سلولی در کالج پزشکی آلبرت اینشتین، به شبکه فناوری گفت: “در حالی که بسیج دارویی فعلی در بسیاری از افراد کار می‌کند، تعداد قابل توجهی از افراد هستند که HSC‌ها را به خوبی بسیج نمی‌کنند. این امر به‌ویژه برای افرادی که سلول‌های بنیادی را برای درمان خود اهدا می‌کنند (مانند میلوما) که می‌تواند نیازمند یافتن یک اهداکننده همسان باشد که به طور قابل‌توجهی خطر بیماری پیوند در مقابل میزبان را افزایش می‌دهد (که با سرکوب سیستم ایمنی مادام العمر کاهش می‌یابد) ضروری است.

درباره مطالعه

برای درک بهتر مکانیسم‌های حاکم بر تحرک HSCs، محققان پروتئین‌های بیان شده روی سطح HSCs جدا شده از موش‌ها را تجزیه و تحلیل کردند، که به نظر آن‌ها ممکن است بر تمایل آن‌ها به خروج از مغز استخوان تأثیر بگذارد. محققان مشاهده کردند که زیرمجموعه بزرگی از HSCها پروتئین‌هایی را روی سطح سلولی خود نشان می‌دهند که معمولاً با ماکروفاژها مرتبط است. آن‌ها دریافتند که HSCهای نشانگر ماکروفاژ تا حد زیادی در مغز استخوان باقی می‌مانند، در حالی که سلول‌های بنیادی بدون نشانگر ماکروفاژی قابل تشخیص به‌راحتی پس از تحرک اجباری خارج می‌شوند. ویل توضیح داد که چرا برخی از HSC‌ها ممکن است ماندن در مغز استخوان را ترجیح دهند، او افزود: "ماکروفاژها در مغز استخوان، ریز محیطی را برای سلول‌های بنیادی ایجاد می‌کنند، که به یک منطقه پایدار و محافظت شده متکی هستند که می‌توانند برای دهه‌ها در آن ساکن شوند. قرار گرفتن عمیق در بدن و احاطه شدن نه تنها توسط لایه‌های متعدد سلولی و همچنین استخوان، از سلول‌های بنیادی در برابر استرس‌های مکانیکی، شیمیایی و سلولی مبتنی بر تشعشع محافظت می‌کند. این محیط ثابت و محافظ برای حفظ توانایی سلول‌های بنیادی ما برای شروع خون‌سازی و تولید روزانه بیش از 1011 سلول کلیدی است."

یک رویکرد جدید بالقوه برای بهبود پیوند سلول‌های بنیادی

با نگاهی به کشت همزمان HSCها و ماکروفاژها، محققان دریافتند که برخی از HSCها می‌توانند در تروگوسیتوز شرکت کنند، مکانیزمی‌ که به موجب آن بخش‌های غشای پلاسمایی یک سلول استخراج شده و در غشای سلول دیگر ترکیب می‌شوند. این مکانیسم نقش مهمی‌ در عملکرد سیستم ایمنی ایفا می‌کند، اما این اولین بار است که در سلول‌های بنیادی مشاهده می‌شود. ویل توضیح داد: " ما معتقدیم که سلول‌های بنیادی از این مکانیسم برای ایجاد تغییرات عملکردی سریع، به احتمال زیاد در زمینه کاهش استرس (مانند از دست دادن خون، عفونت، پیری و سرطان خون) استفاده می‌کنند." محققان با استفاده از مدل‌های موش و سنجش‌های اولیه مبتنی بر سلول‌های انسانی، چگونگی انتقال مواد غشای ماکروفاژ به سلول‌های HSC را ردیابی کردند. آن‌ها تشخیص دادند که HSCهایی که سطوح بالایی از پروتئین c-Kit را بر روی سطح خود بیان می‌کنند، می‌توانند تروگوسیتوز را انجام دهند، که باعث می‌شود غشاهای آن‌ها با پروتئین ماکروفاژ تقویت شود و احتمال ماندن آن‌ها در مغز استخوان بسیار بیشتر شود. این یافته‌ها نشان می‌دهد که اختلال در c-Kit می‌تواند از تروگوسیتوز جلوگیری کند و منجر به بسیج سلول‌های HSC بیشتر و در دسترس بودن برای پیوند شود.

نتیجه گیری

تلاش‌های آینده شامل جستجوی سایر عملکردهای تروگوسیتوز در HSCها، از جمله نقش بالقوه آن در بازسازی خون، حذف سلول‌های بنیادی معیوب و در بدخیمی‌های هماتولوژیک خواهد بود. ویل نتیجه گرفت: " گام بعدی فوری می‌تواند عوامل مسدودکننده c-Kit را آزمایش کند که باید تروگوسیتوز را سرکوب کند. هنوز مشخص نیست که آیا چنین استراتژی درمانی بسیج HSC را افزایش می‌دهد (که به احتمال زیاد این کار را انجام می‌دهد)، اما ما باید اطمینان حاصل کنیم که می‌توانیم این را به روشی ایمن به کار ببریم. همچنین باید آزمایش شود که چگونه تداخل با تروگوسیتوز ممکن است بر بیماری پیوند در مقابل میزبان تأثیر بگذارد."

پایان مطلب./