به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، سلول‌های B به‌عنوان بازیگران کلیدی سیستم ایمنی بدن، نقش مهمی در پاسخ‌های هومورال ایفا می‌کنند. این سلول‌ها در مراکز زایشی (GC) تکثیر یافته و از طریق فرایندهایی مانند هایپرموتاسیون و انتخاب کلونال، به سلول‌های پلاسما یا حافظه با تولید آنتی‌بادی‌های هدفمند تبدیل می‌شوند. چنین فرآیندهایی مستلزم مصرف گسترده انرژی و منابع متابولیکی هستند. اخیراً، توجه به نقش آسپاراژین، اسید آمینه‌ای که به‌عنوان پیش‌نیاز سنتز پروتئین و نوکلئوتید عمل می‌کند، افزایش یافته است. آسپاراژین یکی از بیست اسید آمینه‌ اصلی سلول‌های زنده است. اسیدهای آمینه واحد تشکیل دهنده پروتئین است و در فعالیت‌های سلول‌ها و ارگان‌های بدن نقش اساسی دارند. آسپاراژین در اغلب منابع حیوانی از جمله گوشت گاو، مرغ، تخم مرغ، ماهی و غذاهای دریایی و همین طور در بسیاری از سبزیجات از جمله مارچوبه، سیب زمینی، آجیل، حبوبات و سویا یافت می‌شود. مقاله منتشر شده در Science Immunology در سال ۲۰۲۴ این موضوع را بررسی کرده و نشان داده است که آسپاراژین برای حفظ هموستازی و عملکرد سلول‌های B در مراکز زایشی ضروری است.

نقش آسپاراژین در سلول‌های B مراکز زایشی

تحقیقات جدید نشان می‌دهند که سلول‌های B فعال‌شده در مراکز زایشی نیاز شدیدی به آسپاراژین دارند. محققان دریافتند که آنزیم آسپاراژین سنتتاز (ASNS)، که وظیفه سنتز آسپاراژین را دارد، در سلول‌های B به شدت بیان می‌شود. این افزایش بیان تحت کنترل حسگر استرس یکپارچه GCN2 است، که در پاسخ به شرایط کمبود اسید آمینه فعال می‌شود.

در آزمایش‌هایی که حذف شرطی ژن ASNS در سلول‌های B انجام شد، محققان مشاهده کردند که سلول‌های فاقد این آنزیم در شرایط کمبود آسپاراژین نمی‌توانند تکثیر یا زنده بمانند. همچنین، محدودیت آسپاراژین محیطی از طریق تزریق آسپاراژیناز یا کاهش مصرف غذایی آن، باعث کاهش فعالیت مراکز زایشی و افت بلوغ آنتی‌بادی‌ها می‌شود.

این یافته‌ها نشان می‌دهند که سلول‌های B برای تکثیر، انتخاب و تمایز به آنتی‌بادی‌های با کیفیت، به میزان معینی آسپاراژین نیاز دارند و کمبود آن می‌تواند منجر به اختلال در پاسخ ایمنی شود.

فرآیندهای حساس به کمبود آسپاراژین

تحلیل‌های عمیق‌تر نشان دادند که کمبود آسپاراژین بر فرآیندهای مهمی مانند فسفوریلاسیون اکسیداتیو، هموستازی میتوکندری و سنتز نوکلئوتید تأثیر منفی می‌گذارد. این فرآیندها برای تأمین انرژی و رشد سلول‌های B حیاتی هستند. از جمله مواردی که تحت تأثیر کمبود آسپاراژین قرار می‌گیرند می‌توان به فرآیندهای حساس به تغییرات در عملکرد میتوکندری اشاره کرد که مسئول تولید  ATP برای سلول‌ها هستند. آسپاراژین در عملکرد این سلول‌ها از طریق تنظیم فعالیت آنزیم‌ها و پروتئین‌های درگیر در تنفس سلولی و تولید انرژی تأثیر می‌گذارد. در واقع، تغییرات در سطح آسپاراژین می‌تواند باعث اختلال در مسیرهای سیگنالینگ متابولیکی شده و عملکرد سلول‌ها را تحت تأثیر قرار دهد.

این یافته‌ها حاکی از آن هستند که آسپاراژین نقش غیرقابل انکاری در تنظیم فرایندهای سلولی و متابولیکی در مراکز زایشی ایفا می‌کند و در صورت عدم دسترسی کافی به این اسید آمینه، سلول‌های B نمی‌توانند به‌درستی تکثیر یا تمایز یابند.

مطالعات مرتبط

نتایج این تحقیق با مطالعات دیگر در این زمینه همخوانی دارد. در یک مطالعه مشابه، محققان نقش آسپاراژین را در تنظیم پاسخ ایمنی سلول‌های T نیز بررسی کرده و نشان دادند که کمبود آسپاراژین می‌تواند منجر به کاهش فعالیت این سلول‌ها شود. همچنین، پژوهش دیگری به اهمیت این اسید آمینه در محیط‌های توموری پرداخته است. در این محیط‌ها، سلول‌های سرطانی برای بقا و رشد از منابع آسپاراژین استفاده می‌کنند. در مطالعات قبلی، نشان داده شده بود که در برخی انواع سرطان‌ها مانند لنفوم‌ها، درمان با آسپاراژیناز باعث کاهش سطح آسپاراژین و در نتیجه کاهش رشد سلول‌های سرطانی می‌شود. این نوع درمان به‌ویژه در درمان لنفوم‌های بروز یافته مؤثر واقع شده است. علاوه‌بر‌این، در مطالعه‌ای که توسط پژوهشگران در این رمینه انجام و منتشر شد، محققان به بررسی اثرات آسپاراژین در پاسخ‌های ایمنی در تومورهای لنفوماتوآل پرداختند و متوجه شدند که محدودیت آسپاراژین در این تومورها باعث بهبود پاسخ ایمنی می‌شود.

ابعاد بالینی و کاربردهای درمانی

این یافته‌ها تأثیر بالقوه‌ای بر طراحی درمان‌های جدید دارند. در درمان سرطان، استفاده از آسپاراژیناز به‌عنوان یک دارو برای تخلیه آسپاراژین محیطی، پیش از این در برخی لنفوم‌ها و لوکمی‌ها موفق بوده است. اما یافته‌های جدید نشان می‌دهند که این استراتژی ممکن است عوارضی بر فعالیت سلول‌های ایمنی نیز داشته باشد. در واقع، استفاده از آسپاراژیناز برای درمان سرطان می‌تواند در برخی مواقع به تضعیف پاسخ‌های ایمنی طبیعی بدن منجر شود. این کشف همچنین امکان توسعه روش‌های درمانی جدید را فراهم می‌آورد که بر اساس تنظیم میزان آسپاراژین در بدن باشد. برای مثال، راهکارهایی مانند مکمل‌درمانی برای افزایش سطح آسپاراژین یا استفاده از داروهایی که متابولیسم آسپاراژین را هدف قرار دهند، می‌توانند به تقویت پاسخ ایمنی در بیمارانی که دچار ضعف ایمنی هستند، کمک کنند.

تأثیر تکاملی و متابولیکی آسپاراژین در ایمنی‌شناسی

تحلیل‌های تکاملی نشان می‌دهند که نیاز به آسپاراژین ممکن است به دلیل تطبیق سیستم ایمنی با محیط‌های متغیر افزایش یافته باشد. بدن انسان، با وجود داشتن مسیرهای بیوسنتز برای این اسید آمینه، همچنان به دریافت خارجی آن از طریق غذا متکی است. این وابستگی ممکن است ناشی از فشارهای تکاملی باشد که بر اولویت‌بندی منابع متابولیکی در شرایط تنش تأکید داشته است. مطالعات تکاملی همچنین نشان می‌دهند که بدن موجودات مختلف برای مدیریت منابع متابولیکی خود در برابر شرایط محیطی چالش‌برانگیز، به گونه‌ای تکامل یافته است که سلول‌های ایمنی به‌ویژه سلول‌های B و T، از منابع مختلف آسپاراژین برای حفظ عملکرد خود استفاده کنند.

نتیجه‌گیری و آینده‌پژوهی

مطالعه منتشر شده در Science Immunology و تحقیقات مشابه، درکی نوین از نقش متابولیسم آسپاراژین در هموستازی سیستم‌ایمنی ارائه می‌دهند. این کشف نه تنها به درک بهتر از فرآیندهای زیربنایی ایمنی‌شناسی کمک می‌کند، بلکه مسیرهایی جدید برای طراحی درمان‌های مبتنی بر تنظیم متابولیسم سلولی فراهم می‌کند. با ادامه تحقیقات در این زمینه، امکان بهره‌برداری از این دانش برای تقویت پاسخ‌های ایمنی، کاهش عوارض داروهای سرکوب‌گر ایمنی، و حتی بهبود درمان سرطان‌ها وجود دارد. چنین پیشرفت‌هایی می‌توانند تأثیری شگرف بر پزشکی مدرن و بهبود سلامت عمومی داشته باشند.در نهایت، به‌نظر می‌رسد که تمرکز بیشتر بر روی نقش آسپاراژین در پزشکی ایمنی‌شناسی نه تنها می‌تواند به درک بهتر مکانیزم‌های سیستم ایمنی کمک کند، بلکه می‌تواند به توسعه درمان‌های جدید و مؤثر برای بیماری‌های مختلف از جمله سرطان، بیماری‌های خودایمنی و عفونت‌ها منجر شود.

پایان مطلب./