به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، سلول‌های بنیادی در محیط‌های میکروبی تخصصی به نام "کنام‌ها" در مکان‌های مختلف بافت‌ها قرار دارند. عملکردهای متفاوت سلول‌های بنیادی ناهمگن و نیش‌ها اهمیت زیادی دارند، به‌ویژه با توجه به کاربردهای بالینی روزافزون پیوند سلول‌های بنیادی و ایمن‌درمانی. این‌که آیا ساختارهای سلسله‌مراتبی میان سلول‌های بنیادی در نیش‌های مختلف وجود دارند و آیا این ساختارها جنبه‌هایی از تحمل ایمنی را کنترل می‌کنند، هنوز مشخص نیست .تحقیقات اخیر نشان داده‌اند که سلول‌های بنیادی با سطح بالای نیتریک اکسید در نواحی عروقی تخصصی چگونه توانایی‌های بازسازی و درمان‌های ایمنی را دگرگون می‌کنند. در یک مطالعه جدید که در مجله Nature منتشر شده، گروهی از محققان ساختارهای سلسله‌مراتبی سلول‌های بنیادی در نواحی مغز استخوان (BM) را که موجب بازسازی، تحمل ایمنی و پتانسیل درمانی می‌شود، کشف کردند.

کنام سلول‌های بنیادی

سلول‌های بنیادی مغز استخوان در نواحی‌ای به نام "کنام‌های" مخصوص زندگی می‌کنند که این نواحی محیط‌های میکروبی خاصی هستند که با اجزای سلولی و مولکولی مختلف تعامل دارند و عملکرد این سلول‌ها را تنظیم می‌کنند. انواع مختلفی از نیش‌های مغز استخوان شناسایی شده‌اند که شامل مناطق انتهایی و سینوسوئیدی هستند، اما نقش‌های خاص آن‌ها در سلسله‌مراتب سلول‌های بنیادی و تحمل ایمنی همچنان مورد بحث است. تحقیقات اخیر نشان داده‌اند که این نواحی می‌توانند سلسله‌مراتب خاصی بین سلول‌های بنیادی خون‌ساز (HSC) ایجاد کنند که ظرفیت‌های بازسازی و ویژگی‌های ایمنی آن‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. سلول‌های بنیادی خون‌ساز (HSC) ظرفیت‌های بازسازی و تحمل ایمنی متفاوتی دارند که سؤالاتی را درباره عواملی که این تفاوت‌ها را ایجاد می‌کنند، مطرح می‌کند. تحمل ایمنی که در بافت‌هایی مانند بیضه‌ها و جفت مشاهده می‌شود، نشان‌دهنده مکانیسم‌های احتمالی برای محافظت از سلول‌های بنیادی است. مطالعات همچنین نشان داده‌اند که حضور سلول‌های T تنظیمی خاص نیش و مولکول‌های سرکوب‌کننده ایمنی به‌عنوان عوامل کلیدی در این تحمل ایمنی عمل می‌کنند. برای روشن شدن این موارد، تحقیقات بیشتری مورد نیاز است تا پیامدهای درمانی آن‌ها بررسی شوند.

درباره مطالعه

ابتدا همه موش‌ها در شرایط خاص فاقد پاتوژن نگهداری شدند و آزمایش‌ها بر روی حیوانات 6 تا 12 هفته انجام شد. درمان با تاموکسیفن برای حذف شرطی در مدل‌های خاص به کار رفت و پروتکل‌های دقیقی برای اطمینان از کارآمدی دستکاری ژنی اجرا شد. ازسیتومتری جریان برای ارزیابی سطح نیتریک اکسید (NO) در سلول‌های بنیادی خون‌ساز استفاده شد. سلول‌های مغز استخوان که از شکستگی استخوان‌های تیبیا و فمور استخراج شده بودند، با بافر لیز سلول‌های قرمز خون (RBC) درمان شدند و با آنتی‌بادی‌های فلورسنتی رنگ‌آمیزی شدند. سپس نمونه‌ها از طریق سیستم‌های پیشرفته سیتومتری جریان پردازش شدند و با نرم‌افزار FlowJo تجزیه و تحلیل شدند. در ادامه آزمایش‌های پیوند برای ارزیابی پتانسیل بازسازی سلول‌های NOhigh و NOlow انجام شد. سلول‌های بنیادی خون‌ساز تفکیک‌شده بر اساس سطح NO به موش‌های تابیده تزریق شدند و همراه با سلول‌های مغز استخوان رقیب پیوند زده شدند.  مطالعات پیوند متوالی برای ارزیابی پیوند طولانی‌مدت و ویژگی‌های سلسله‌مراتبی انجام شد. گیرندگان غیر مشروط همچنین سلول‌های بنیادی خون‌ساز رنگ‌آمیزی‌شده با DiD دریافت کردند تا مهاجرت و بقای آن‌ها ارزیابی شود. در آخر نیز میکروسکوپی کانفوکال تصویربرداری سه‌بعدی از عروق مغز استخوان و محل قرارگیری سلول‌ها را انجام داد. این تصویربرداری نشان داد که سلول‌های NOhi بیشتر با کپسول‌های CD200hi غنی شده در متافیز تعامل دارند، ویژگی که این نیش‌ها را از دیگر نواحی مانند رگ‌های نوع-H و سینوس‌ها متمایز می‌کند. نشانگرهایی مانند CD200 کپسول‌ها را شناسایی کرده، در حالی که سلول‌های بنیادی خون‌ساز با استفاده از گزارشگرهای فلورسانت خاص مشاهده شدند. تجزیه و تحلیل‌های آماری صحت و قابلیت تکرار آزمایش‌ها را تأیید کرد.

نتایج مطالعه

بینش‌های درمانی: حذف شرطی CD200 یا IFT20 تمامیت نیش را مختل می‌کند و باعث کاهش تعداد سلول‌های بنیادی NOhi، سطوح eNOS و فعالیت اتوفاژی می‌شود که به‌عنوان هدف‌های جدید برای بهبود درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی محسوب می‌شود. در این مطالعه، بیان NO به‌عنوان ویژگی تمایزدهنده بین سلول‌های بنیادی خون‌ساز موثر و سلول‌های آسیب‌پذیرتر از نظر خستگی، شناسایی شد. سلول‌های بنیادی NOhi که تقریباً 10-15٪ از سلول‌های بنیادی مغز استخوان را تشکیل می‌دهند، پتانسیل بازسازی و تحمل ایمنی بالاتری داشتند. این سلول‌ها فعالیت اتوفاژی بالایی داشتند، سطح سوپر اکسید میتوکندریال کمتری نشان می‌دادند و ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی بالایی داشتند که به بقا و عملکرد طولانی‌مدت آن‌ها کمک می‌کرد. این سلول‌ها بسیار خاموش بودند و مولکول‌های ایمونومدولاتوری مانند CD200R را بیان می‌کردند و بازسازی قوی‌ای را به‌ویژه پس از پیوندهای متوالی در طول زمان نشان می‌دادند،. سلول‌های NOhi عمدتاً در نیش‌های تخصصی مغز استخوان که با کپسول‌های CD200hi مرتبط با سلول‌های اندوتلیال سیلا در متافیز غنی شده بودند، قرار داشتند. این ساختارهای عروقی با سطح بالای مولکول چک‌پوینت ایمنی CD200 و سایر تنظیم‌کننده‌های آنگیوکرین مشخص می‌شوند. تصویربرداری پیشرفته نشان داد که سلول‌های NOhi بیشتر با این کپسول‌ها تعامل دارند، در حالی که سلول‌های NOlow کمتر مؤثر بیشتر در نزدیکی رگ‌های نوع-H و سینوس‌ها قرار دارند.

نتایج و تحلیل‌ها

مطالعات عملکردی نشان داد که کپسول‌های CD200hi تعداد و عملکرد سلول‌های بنیادی NOhi را از طریق محور سیگنال‌دهی CD200، eNOS و اتوفاژی تنظیم می‌کنند. حذف شرطی CD200 یا پروتئین وابسته به سیلیا IFT20 در سلول‌های اندوتلیال موجب اختلال در نگهداری سلول‌های بنیادی NOhi، کاهش سطح eNOS و کاهش فعالیت اتوفاژی شد. این منجر به کاهش شدید سلول‌های مغز استخوان، ظرفیت بازسازی و تحمل ایمنی سلول‌های بنیادی شد، که نشان‌دهنده نقش مهم این نیش‌ها بود.

نتیجه‌گیری‌ها

این مطالعه نشان داد که سلول‌های بنیادی NOhi یک زیرجمعیت بنیادی بسیار قدرتمند و ایمنی‌محافظ هستند که توسط کپسول‌های تخصصی CD200hi در نیش‌های مغز استخوان تنظیم می‌شوند. این کپسول‌ها با تنظیم سیگنال‌دهی CD200، eNOS و اتوفاژی، سلسله‌مراتب سلول‌های بنیادی را در مغز استخوان سازماندهی می‌کنند. سلول‌های بنیادی NOhi توانایی بازسازی دیرهنگام و تاب‌آوری در شرایط آللوژنیک دارند که اهمیت بالینی آن‌ها را برجسته می‌کند. یافته‌ها همچنین الگوی بازسازی "زیبای خوابیده" را در سلول‌های NOhi نشان می‌دهند که توانایی آن‌ها در بازفعال شدن پس از دوره خواب را تأکید می‌کنند. این یافته‌ها نشان‌دهنده نقش حیاتی نیش‌های عروقی در حفظ هومئوستاز سلول‌های بنیادی و تحمل ایمنی هستند و استراتژی‌های درمانی جدیدی برای بهبود نتایج پیوند و پزشکی بازساختی از طریق هدف قرار دادن این محیط‌های میکروبی تخصصی ارائه می‌دهند.

پایان مطلب/.