به گزارش زیستنا به نقل از UC San Diego News Center، سلول‌های بنیادی خون‌ساز یا همان پیش‌سازهای سلول‌های خونی که دشواری کشت آن‌ها در آزمایشگاه مشهور است، ابزار مهمی در پژوهش‌های پایه محسوب می‌شوند. دانشمندان دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو، مشکل اصلی عامل این موضوع را شناسایی کرده‌اند و روشی را برای سالم نگه‌داشتن سلول‌های کشت داده شده ابداع کرده‌اند. آن‌ها می‌گویند که این یافته‌ها برای بیمارانی که به دنبال پیوند سلول‌های بنیادی هستند اخبار خوبی است و ممکن است به‌طور غیرمستقیم راهی به روش جدیدی برای جلوگیری از پیری را نشان دهد.
یافته‌های این پژوهش به‌تازگی در نسخه برخط ژورنال Cell Stem Cell منتشر شده است.
طی پیوند مغز استخوان، سلول‌های بنیادی خون‌ساز به‌صورت داخل وریدی تزریق می‌شود تا در بیمارانی که مغز استخوان یا سیستم ایمنی آن‌ها آسیب دیده است تولید خون از سر گرفته شود. این روش برای درمان بیماری‌هایی مانند سرطان خون، لنفوم، کم‌خونی آپلاستیک و اختلالات نقص ایمنی کاربرد دارد؛ اما سلول‌های بنیادی اهدایی همیشه در دسترس بیماران نیازمند به آن نیست.
دکتر رابرت ساینر (Robert Signer)، استادیار پزشکی در دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو و نویسنده ارشد این مقاله گفت: «حتی برای بیمارانی که با سلول‌های بنیادی درمان می‌شوند، پیوند سلول‌های بیشتر عوارض کمتری را به دنبال دارد و شانس موفقیت کلی را افزایش می‌دهد.»
پروتئاستاز (Proteostasis) تنظیم پویای پروتئوم است. شبکه پروتئاستاز شامل مسیرهای زیستی درون سلولی است که ساخت، تاخوردگی (فولدینگ)، نقل و انتقالات و تجزیه پروتئین‌های موجود در داخل و خارج سلول را کنترل می‌کند.
پژوهشگران دیگر سعی کرده‌اند با بازسازی محیط مغز استخوان در شرایط آزمایشگاهی، سلول‌های بنیادی خون‌ساز را کشت دهند، در مقابل گروه ساینر این پرسش را مطرح می‌کند که کدام سازوکار داخلی باعث می‌شود سلول‌ها در شروع ناسالم باشند و آیا می‌توانند این فرایند را به‌طور مستقیم بهبود دهند؟
نویسنده اصلی مقاله دکتر میریاما کروتا (Miriama Kruta) پژوهشگر پسادکتری آزمایشگاه ساینر در زمان مطالعه و همکارانش دریافتند که سلول‌های بنیادی در محیط بیگانه ظروف کشت شروع به تولید پروتئین‌های اضافی می‌کنند که سبب ایجاد استرس شدید می‌شوند. حالت استرس پاسخ شوک حرارتی را فعال می‌کند. این پاسخ، مسیر کاهش استرس بسیار حفظ شده‌ای است که توسط عامل شوک حرارتی ۱ (heat shock factor 1) یا به‌اختصار HSF1 تنظیم می‌شود. پژوهشگران دو کوچک مولکول مختلف را شناسایی کردند که ژن HSF1 را به‌شدت فعال می‌کند. با افزودن این کوچک مولکول‌ها به محیط کشت، افزایش فعالیت مسیر شوک حرارتی کمک می‌کند تا وضعیت سلول‌ها مجدداً به تعادل یا هموستاز بازگردد.
ساینر گفت: «اکنون، می‌توانیم سلول‌های بنیادی با کیفیت بالا را در بلندمدت در کشت حفظ کنیم.» وی ادامه داد: «امیدواریم این افزایش کیفیت منجر به بهبود نتایج بالینی شود.»
بازیابی هموستاز پروتئین با افزایش فعال کردن HSF1 هم در سلول‌های بنیادی خون‌ساز موش و هم انسان نشان داده شده است. به گفته ساینر گام بعدی، آزمایش کردن چگونگی تأثیر این کوچک مولکول‌ها بر نتیجه سلول‌های بنیادی انسان در سیستم‌های پیوند است.
پژوهشگران دریافتند مسیر شوک حرارتی فقط در ظروف کشت آزمایشگاهی اهمیت ندارد، بلکه سلول‌های بنیادی را در خود مغز استخوان فرد نیز در طول پیری سالم نگه می‌دارد. HSF1 در سلول‌های بنیادی جوانان بالغ غیرفعال است، اما در افراد میان‌سال و مسن فعال است.
دکتر ساینر گفت: «HSF1 طی روند پیری فعال می‌شود تا سلول‌های بنیادی شما را متناسب نگه دارد.» او ادامه داد: «آسیب به پروتئین‌ها سبب اختلال در سلول‌های بنیادی طی فرایند پیری می‌شود و احتمالاً در ایجاد اختلال در تولید سلول‌های ایمنی و خون در افراد مسن نقش دارد.» به گفته ساینر فعال شدن شدید HSF1 در نهایت می‌تواند برای بهبود عملکرد بافت و سلول‌های بنیادی در پیری به‌منظور جلوگیری از اختلالات خونی و تقویت ایمنی در افراد مسن استفاده شود.
منبع: UC San Diego News Center
Journal Reference:
Kruta, Miriama, Mary Jean Sunshine, Bernadette A. Chua, Yunpeng Fu, Ashu Chawla, Christopher H. Dillingham, Lorena Hidalgo San Jose, Bijou De Jong, Fanny J. Zhou, and Robert A.J. Signer. “Hsf1 Promotes Hematopoietic Stem Cell Fitness and Proteostasis in Response to Ex Vivo Culture Stress and Aging.” Cell Stem Cell, ۲۰۲۱, S1934590921002940. https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.07.009.