چگونه می توان سلول ها را به دوران جوانی برگرداند؟

چگونه می توان سلول ها را به دوران جوانی برگرداند؟

از دیرباز یکی از اصول اساسی زیست شناسی این بود که سرنوشت سلول، مسیری یک طرفه است، یعنی زمانی که قرار شد سلولی به ماهیچه، پوست یا خون تبدیل شود، همیشه به شکل همان سلول باقی خواهد ماند.

شینیا یاماناکا Shinya Yamanaka
در دهه ی گذشته این اصل باطل شد: یک دانشمند ژاپنی چهار فاکتور ساده را وارد سلول های پوست کرد و آنها را به وضعی شبیه سلول های جنینی بازگرداند که می توانند تبدیل به هر نوع سلولی در بدن بشوند. این دانشمند شینیا یاماناکا Shinya Yamanaka بود که در سال ۲۰۱۲ میلادی جایزه ی نوبل گرفت.

دانشمندان از این تجربه به شوق آمدند، چرا که نویدبخش درمان هایی انقلابی با بهره گیری از سلول های بدن خود بیمار بود.

با این همه روند استفاده از سلول های پایه (به اصطلاح دیگر بنیادی)، با آن سرعتی که دانشمندان انتظارش را داشته اند پیش نرفته است و تا این اواخر توضیحی برای این مسئله پیدا نشده بود.

اکنون پژوهشگران دانشگاه ییل آمریکا مانع اصلی را بر سر راه بازگرداندن سلول ها به دوره جوانی شناسایی کرده اند: سرعت چرخه سلولی، یا همان مدت زمانی که برای تقسیم و تفکیک سلول ها لازم است.

تفکیک سلولی فرایندی است که طی آن، یک سلول ساده تبدیل به سلولی تخصصی می شود. این فرآیند در طول حیات هر موجود زنده پرسلولی رخ می دهد. حیات از یک سلول ساده آغاز می شود، اما با تقسیم و تفکیک سلولی، انواع سلول های پیچیده و بافت های مختلف به وجود می آیند.

در تازه ترین شماره مجله "سل"، پژوهشگران ییل نوشته اند که وقتی شتاب تقسیم سلول ها به مقدار خاصی می رسد، عواملی که باعث می شوند سلول تنها در یک مسیر معین تکامل یابد، از میان می روند.

در چنین وضعیتی، سلول ها را می توان به آسانی وادار به تغییر هویت کرد تا استعداد تبدیل شدن به انواع سلول های تخصصی – مثلا استخوان، پوست، ماهیچه و جز آنها - را پیدا کنند.

شنگین گائو، استادیار بیولوژی مولکولی در مرکز پژوهش های سلولی دانشگاه ییل و نویسنده اصلی این گزارش می گوید: "برای مقایسه، می توان گفت وقتی که دما به اندازه خاصی بالا برود، سخت ترین فولاد هم چکش خوار می شود و می توان هر شکل دلخواهی را به آن داد. زمانی هم که سلول ها خیلی سریع تقسیم شوند، ظاهرا با برخی موانع روبرو نمی شوند و می توانند استعداد تبدیل شدن به هر نوع سلولی را پیدا کنند."

از دید پژوهشگران، سلول های بنیادی خاصیتی تقریبا جادویی دارند، چون از پیش برنامه ریزی نشده اند و به همین دلیل می توانند به انواع بافت ها تبدیل شوند. اگر دانشمدان بتوانند این سلول ها را کنترل کنند، امید می رود که بیماری هایی همچون آلزایمر، دیابت و پارکینسون درمان شوند.

گروه پژوهشگران سلول های تشکیل دهنده خون را بررسی کردند، سلول هایی که هنگام تقسیم، دستخوش تغییرات خاصی می شوند که سلول های خون را به وجود می آورند. سلول های مولد خون، در حالت عادی فقط سلول های جدید خون تولید می کنند.

با این همه، با وارد کردن فاکتورهای یاماناکا، می توان گاهی – نه همیشه – آنها را به سلول هایی از نوع دیگر تبدیل کرد.

پژوهش جدید نشان می دهد که با این روش، اگر چرخه تقسیم سلول در هشت ساعت یا کمتر کامل شود (سرعتی که برای سلول های بالغ غیرعادی است) سلول های مولد خون می توانند قابلیت تبدیل به هر نوع سلولی را داشته باشند. در مقابل، سلول هایی که چرخه کندتری دارند، به شکل سلول های خون باقی می مانند.

هایفان لین، مدیر مرکز سلول های پایه دانشگاه ییل می گوید: "این کشف، نگرش ما را در باره چگونگی تغییر سرنوشت سلول تغییر می دهد و نشان می دهد که برخی کارکردهای داخلی سلول، از جمله طول چرخه تقسیم آن، می تواند تاثیر بسزایی در تغییر سرنوشت آن داشته باشد."

اما اهمیت این پژوهش فقط در این نیست که موانع تولید سلول های پایه با توضیح می دهد.

به گفته شانگین گائو، بسیاری از بیماری ها ناشی از ناهنجاری هایی در تثبیت صحیح هویت سلول و همچنین ناهنجاری هایی در رفتار چرخه سلولی است، و کشف تازه می تواند کلیدی برای یافتن درمان چنین بیماری هایی به دست دهد.