به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، گلبول‌های قرمز فراوان ترین سلول‌های بدن هستند. مدت‌هاست که مشخص شده است که وقتی گلبول‌های قرمز شکسته می‌شوند یا کم خونی به دلیل خونریزی اتفاق می‌افتد، هورمون اریتروپویتین (EPO) افزایش می‌یابد که منجر به تکثیر شمارش سلول‌های نابالغ (اریتروبلاست‌ها) می‌شود که در نهایت تبدیل به گلبول‌های قرمز می‌شوند و در نتیجه گلبول قرمز را بازسازی می‌کند. با این حال، چگونگی پاسخ سلول‌های بنیادی خونساز ابتدایی به کم خونی شدید تا حد زیادی نامشخص است. سلول‌های بنیادی خونساز توانایی تولید انواع سلول‌های خونی را دارند، اما فاقد گیرنده‌های اریتروپویتین هستند، که نشان می‌دهد یک مکانیسم ناشناس باید به بازیابی گلبول‌های قرمز کمک کند. برای بررسی این موضوع، یک تیم تحقیقاتی با استفاده از دارویی (فنیل هیدرازین) که گلبول‌های قرمز خون را از بین می‌برد، یا با استخراج خون (فلبوتومی)، کم‌خونی حاد را در موش‌ها ایجاد کردند و سپس تغییرات سلول‌های بنیادی خونساز القا شده در مغز استخوان را تجزیه و تحلیل کردند و چگونگی این تغییرات را بررسی کردند. نتایج این کار در مجله Nature Communications منتشر شده است.

پیش زمینه

سلولهای بنیادی، سلول‌های غیر تمایزی هستند و می‌توانند به سلول‌های مختلف متخصص در بدن تبدیل شوند. همچنین سلول‌های بنیادی خون‌ساز سلول‌های نارسی هستند که می‌توانند به سلول‌های خونی تبدیل شوند. این سلول‌های بنیادی در مغز استخوان، جریان خون داخل عروقی و خون بند ناف وجود دارند. پیوند سلول‌های بنیادی خونساز (HSCT) درمانی برای برخی از انواع سرطان و سایر بیماری‌ها مانند تالاسمی مولتیپل میلوما سرطان خون برخی از لنفوم‌ها کمخونی آپلاستیک بیماری سلول داسی شکل سندرم نقص ایمنی ترکیبی شدید، که برخی از نوزادان را تحت تأثیر قرار می‌دهد و غیره می‌باشد.  طبق بررسی‌های انجام شده پیوند سلول‌های بنیادی به عنوان درمانی برای برخی بیماری‌های عصبی، مانند مولتیپل اسکلروزیس (ام اس)  نیز می‌تواند موثر باشد. همچنین اریتروپویتین (EPO)، هورمونی است که توسط کلیه‌ها تولید می‌شود. این هورمون، مغز استخوان را به تولید گلبول‌های قرمز بیشتر تحریک می‌کند. اریتروپویتین اغلب برای اصلاح کم‌خونی ناشی از کاهش تعداد گلبول‌های قرمز یا افت غلظت هموگلوبین در مبتلایان به نارسایی مزمن کلیوی استفاده می‌شود.

درباره مطالعه

در این مطالعه محققان دریافتند که پس از ایجاد کم خونی حاد، سلول‌های بنیادی خونساز بلافاصله شروع به تکثیر کردند. علاوه بر این، سلول‌های بنیادی خون‌ساز موش‌های کم خون، گلبول‌های قرمز بیشتری را در مقایسه با سایر سلول‌های خونی تولید کردند، پاسخی که در موش‌های معمولی دیده نمی‌شود. از آنجایی که سلول‌های بنیادی خونساز به اریتروپویتین پاسخ نمی‌دهند، محققان تجزیه و تحلیل ژنتیکی را برای شناسایی عواملی که باعث ایجاد تغییرات در این سلول‌ها می‌شود، انجام دادند. مشخص شد که ژن‌های مرتبط با متابولیسم لیپیدها مدت کوتاهی پس از شروع کم‌خونی فعال می‌شوند، به ویژه عملکرد گیرنده لیپوپروتئین با چگالی بسیار پایین (گیرنده VLDL، VLDLR) را بهبود می‌بخشند. (لیپوپروتئین‌ها ذرات گرد ساخته شده از چربی (لیپیدها) و پروتئین‌ها هستند که در جریان خون به سلول‌های سراسر بدن می‌روند. کلسترول و تری گلیسیرید دو نوع لیپید هستند که در لیپوپروتئین‌ها یافت می‌شوند. بدن انواع مختلفی از لیپوپروتئین‌ها را می‌سازد.) این مطالعه همچنین دو نوع سلول بنیادی خونساز را متمایز کرد، آن‌هایی که بیان بالایی از VLDLR (سلول‌های بنیادی خونساز VLDLRhigh) دارند و سلول‌های با بیان کم VLDLR (سلول‌های بنیادی خونساز VLDLRlow). سلول‌های بنیادی خونساز VLDLR بالا احتمال بیشتری برای تولید گلبول‌های قرمز داشتند.

نتایج مطالعه

هنگامی‌که کم خونی حاد رخ می‌دهد، لیپوپروتئین‌های با چگالی بسیار کم (VLDL) که در انتقال لیپیدها نقش دارند، تجزیه می‌شوند و آپولیپوپروتئین E (ApoE) آزاد می‌کنند.  Apo-E متعلق به خانواده‌ای از پروتئین‌های پیوند دهنده چربی به نام آپولیپوپروتئین‌ها است. در گردش خون، به عنوان بخشی از چندین کلاس از ذرات لیپوپروتئین، از جمله بقایای شیلومیکرون، VLDL، IDL، و مقداری HDL وجود دارد. Apo-E به طور قابل توجهی با گیرنده لیپوپروتئین با چگالی کم (LDLR)، که برای پردازش طبیعی (کاتابولیسم) لیپوپروتئین‌های غنی از تری گلیسیرید ضروری است، تعامل دارد. ApoE به گیرنده خود (VLDLR) موجود در غشای سلولی سلول‌های بنیادی خونساز خاص (VLDLRhighHSC) متصل می‌شود، که عملکرد ژن‌های مرتبط با سلول‌های بنیادی خونساز و مگاکاریوسیت‌ها (که باعث ایجاد پلاکت می‌شوند) را تضعیف می‌کند و در نتیجه تولید قرمز را نسبتاً افزایش می‌دهد. از آنجایی که سلول‌های بنیادی خونساز با سطوح پایین VLDLR (VLDLRlowHSC) تحت تأثیر قرار نمی‌گیرند، همه سلول‌های بنیادی خونساز مورد استفاده قرار نمی‌گیرند و این امکان را فراهم می‌کند که جمعیت سلول‌های بنیادی حتی پس از پاسخ به کم خونی حفظ شود. تجزیه و تحلیل لیپیدها و پروتئین‌های مرتبط در مغز استخوان موش‌های کم خون نشان داد که اگرچه سطح VLDL کاهش یافته است، آپولیپوپروتئین E (ApoE) ، یکی از اجزای VLDL، به سرعت افزایش می یابد. در موش‌های اصلاح شده ژنتیکی فاقد ApoE، سلول‌های بنیادی خونساز افزایش تولید گلبول‌های قرمز خون را در پاسخ به کم خونی نشان ندادند. تجزیه و تحلیل عملکرد ژنتیکی بیشتر نشان داد که وقتی ApoE روی سلول‌های بنیادی خونساز VLDLRhigh اثر می‌گذارد، فعالیت ژن Erg که به حفظ توانایی سلول‌های بنیادی کمک می‌کند و از تمایز آن‌ها به سلول‌های دیگر جلوگیری می‌کند، ضعیف شد. جالب توجه است، تجویز ApoE مصنوعی یا سرکوب فعالیت Erg باعث شد سلول‌های بنیادی خونساز در موش‌های سالم بیشتر مستعد تولید گلبول‌های قرمز خون شوند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که در پاسخ به کم خونی حاد، ApoE از VLDL آزاد می‌شود و به طور خاص سلول‌های بنیادی خونساز VLDLRhigh را هدف قرار می‌دهد و توانایی آن‌ها را برای تولید گلبول‌های قرمز بیشتر افزایش می‌دهد.

نتیجه گیری

در حالی که اریتروپویتین در حال حاضر به عنوان یک دارو برای درمان کم خونی استفاده می‌شود، برخی از بیماران واکنش کمی‌به آن نشان می‌دهند. علاوه بر این، درمان‌های فعلی برای کم خونی، از جمله مکمل‌های آهن و تزریق خون، ممکن است منجر به هموسیدروز (هموسیدروز به رسوب آهن در بافت‌ها گفته می‌شود که نتیجه غیرقابل اجتناب تزریق طولانی مدت خون است. در هر نیم لیتر خونی که به بیمار تزریق می‌شود، حدود ۲۰۰میلی گرم آهن به بافت‌ها منتقل می‌شود که این مقدار آهن نمی‌تواند از بدن دفع شود و در بافت‌ها رسوب ‌کرده، باعث نارسایی در بافت‌ها می‌گردد) در بدن شود و به طور بالقوه باعث مشکلات سلامتی دیگری شود. یافته‌های این مطالعه مکانیسم جدیدی از تولید گلبول‌های قرمز خون را نشان می‌دهد که متفاوت از مسیر شناخته شده قبلی است و ممکن است راه را برای توسعه درمان‌های جدید برای بیماران مبتلا به کم خونی شدید که به اندازه کافی به درمآن‌های مرسوم پاسخ نداده‌اند، هموار کند.

پایان مطلب./