پژوهشگران "دانشگاه کینگز لندن" در پروژه جدیدی، نحوه تکامل یافتن سلول‌های گوش را مورد بررسی قرار دادند تا راهبردی را برای پزشکی ترمیمی ارائه دهند.
سلول‌ها در یک جنین در حال رشد، مجموعه‌ای از مراحل متوالی را طی می‌کنند و از سلول‌های بنیادی به سلول‌های پیش‌ساز تبدیل می‌شوند تا بعد از آن به صورت سلول‌های یک اندام یا بافت خاص درآیند. اگر در مراحل اولیه رشد مشکلی پیش بیاید، ممکن است ناهنجاری‌هایی رخ دهند که می‌توانند به بروز بیماری یا سایر مشکلات مهم سلامتی منجر شوند.
پزشکی ترمیمی، رشته‌ای در حال شکوفایی است که در آن، درمان‌های نوآورانه‌ای بررسی می‌شوند که بافت‌ها و اندام‌های ناکارآمد را ترمیم می‌کنند. هدف یکی از این راهبردها، برنامه‌ریزی مجدد سلول‌های بنیادی یا پیش‌ساز است.
ساختار پیچیده گوش داخلی که وظیفه درک صدا و حرکت را بر عهده دارد، مجموعه‌ای از سلول‌های مولد را شامل می‌شود که برخی از نورون‌های حسی موجود در سر را نیز به وجود می‌آورند.
"آیلین لتیسیا بوزی"(Ailin Leticia Buzzi)، پژوهشگر "دانشگاه کینگز لندن"(KCL) گفت: گوش داخلی، یک اندام پیچیده است که وظیفه تبدیل کردن امواج صوتی محیط اطراف به تکانه الکتریکی را بر عهده دارد. مغز می‌تواند این تکانه‌های الکتریکی را بخواند و تفسیر کند تا امکان گوش دادن برای ما فراهم شود.
هنگامی که ناهنجاری‌ها طی فرآیند رشد رخ می‌دهند، کاهش شنوایی می‌تواند عواقب جدی مانند اختلال زبانی و رشد شناختی را در کودکان به همراه داشته باشد. به رغم پیامدهای گسترده درجات مختلف ناشنوایی، اطلاعات کمی در مورد چگونگی انتخاب سلول‌های پیش‌ساز وجود دارد. بدون دانستن چگونگی این فرآیند، دانشمندان نمی‌توانند درمان‌های احیاکننده‌ای را برای کم‌شنوایی ارائه دهند.
این شرایط با یافته‌های جدید پژوهشگران دانشگاه کینگز لندن تغییر کرده است. آنها برای نخستین بار دریافتند که یک پروتئین به نام "Sox8"، مسئول تبدیل کردن سلول‌های پیش‌ساز به سلول‌های گوش داخلی طی فرآیند رشد جنین است.
بوزی گفت: ما برخی از تصمیمات کلیدی سلول‌های جنینی را برای تبدیل شدن به سلول‌های گوش کشف کردیم. پژوهش ما نقطه عطف جدیدی برای درک چگونگی رشد اندام‌های حسی سر به شمار می‌رود.
تصمیم‌گیری در مورد سرنوشت سلول
همه سلول‌های بدن به جز سلول‌های مسئول تولید مثل، دارای DNA یکسان هستند. با وجود این، هنگام مقایسه ظاهر یک سلول پوست و یک نورون، متوجه تفاوت‌های آشکاری می‌شویم که منطقی هستند زیرا آنها عملکردهای کاملا متفاوتی در بدن دارند.
آنچه باعث می‌شود سلول‌ها متفاوت از یکدیگر عمل کنند، به پروتئین‌هایی برمی‌گردد که برای بیان آنها برنامه‌ریزی شده‌اند. این یک فرآیند بیولوژیکی است که تا اندازه‌ای تحت کنترل فاکتورهای رونویسی یا پروتئین‌هایی که به DNA متصل می‌شوند، قرار دارد تا ژن‌ها را روشن و خاموش کنند.
هنگامی که تشکیل شدن یک جنین آغاز می‌شود، همه سلول‌های آن یکسان هستند و به صورت سلول‌های بنیادی وجود دارند که مواد خام بدن به شمار می‌روند و تمام سلول‌های دیگر دارای عملکردهای تخصصی از آنها ساخته می‌شوند. در برخی از نقاط بحرانی، رویدادهای سیگنال‌دهی که شامل فاکتورهای رونویسی هستند، این سلول‌های بنیادی را وادار می‌کنند تا به سلول‌های پیش‌ساز تبدیل شوند. انواع بسیاری از سلول‌های پیش‌ساز وجود دارند و هر کدام از آنها تنها می‌توانند به سلول‌هایی تبدیل شوند که متعلق به همان بافت یا اندام هستند.
پژوهشگران در این پروژه کنجکاو بودند که بدانند آیا می‌توانند با شناسایی شرایط بیولوژیکی که این سلول‌ها را به سلول‌هایی با ویژگی‌های گوش تبدیل می‌کنند، روشی برای کنترل سرنوشت سلول‌های پیش‌ساز بیابند یا خیر.
"آندریا استریت" (Andrea Streit)، سرپرست این پژوهش گفت: ما آزمایش‌های مختلفی را با دقت طراحی کردیم تا به این پرسش پاسخ دهیم که چگونه می‌توان سلول‌های غیر گوش را به گوش تبدیل کرد.
پژوهشگران برای پاسخ دادن به این پرسش، یک مطالعه اکتشافی گسترده انجام دادند که هر نتیجه آن، به یک عامل رونویسی اشاره داشت. بوزی گفت: ما از دیدن این که تنها یک عامل یعنی Sox8 می‌تواند به بازسازی برنامه ژنتیکی بپردازد و سلول‌های غیر گوش را به سلول‌های گوش تبدیل کند، شگفت‌زده شدیم.
پس از بیان Sox8 در سلول‌های پیش‌ساز جوجه که معمولا هرگز سلول‌های گوش را تشکیل نمی‌دهند، پژوهشگران شاهد تشکیل شدن وزیکول‌های کوچکی بودند که به گوش‌های کوچک جنین شباهت داشتند و حتی مانند یک گوش طبیعی، نورون‌هایی را تشکیل می‌دادند. این یافته‌ها بسیار مهم هستند زیرا نشان می‌دهند که برخی از سلول‌های پیش‌ساز، خواه قرار باشد که گوش را تشکیل دهند یا خیر، می‌توانند برای سرنوشت دیگری برنامه‌ریزی شوند. استریت و گروهش برای نخستین بار توانستند تبدیل شدن سلول‌های گوش داخلی را دوباره برنامه‌ریزی کنند.
این یافته‌ها، گامی قابل توجه برای حرکت به جلو به شمار می‌روند زیرا درک نحوه برنامه‌ریزی مجدد تبدیل سلول، روشی قوی برای رشد، بازسازی یا ترمیم اندام‌ها و بافت‌های آسیب‌دیده است. در زمینه کم‌شنوایی، این روش نه تنها می‌تواند به درمان ناهنجاری‌ها کمک کند، بلکه راهی را نیز برای درمان کاهش شنوایی ناشی از افزایش سن ارائه دهد.
بوزی اضافه کرد: ما انتظار داریم مطالعات آینده که براساس نتایج پژوهش ما انجام می‌شوند، دانش بیولوژیکی را برای مهندسی انواع سلول‌های حسی، نه تنها برای تحقیقات پایه‌ای، بلکه برای اهداف ترمیمی فراهم کنند.
این پژوهش، در مجله "PNAS" به چاپ رسید.
منبع : ایسنا