شاه کلید تبدیل سلول‌های پوست به سلول‌های مغز

محققان در UCSF (وابسته به موسسه Gladstone) برای اولین بار سلولهای پوستی را با یک فاکتور ژنتیکی به سلولهایی تبدیل کردند که خودشان به شبکه ای عملکردی و به هم پیوسته از سلولهای مغزی توسعه پیدا می کنند.
این تحقیق امید جدیدی را در مقابله با شرایط عصبی ابراز می کنند چون محققان انتظار دارند که بعضی از تغییر شکلها و برنامه ریزی های مجدد سلولها ممکن است مدل های بهتری را برای آزمایش داروها برای شرایط تخریب عصبی مثل بیماری آلزایمر انتظار دارند.
این تحقیق زمانی انجام شد که تمرکز مجددی روی بیماری آلزایمر قرار گرفت که در حال حاضر 5.4 میلیون نفر را فقط در US آزرده است. انتظار می رود که تا سال 2050 این عدد تقریبا سه برابر می شود. هنوز هیچ داروی اثبات شده ای برای جلوگیری از پیشرفت این بیماری ناتوان کننده وجود ندارد.
در یافته های مربوط به حوزه سلولهای بنیادی، محققان در آزمایشگاه Gladstone Investigator Yadong Haung، MD,PhD، شرح دادند که چگونه آنها ژنی به نام SOX9 را هم به سلولهای پوستی موش و هم انسان انتقال دادند. طی روزها سلولهای پوستی به سلولهای بنیادی مغزی در مراحل اولیه تغییر شکل دادند که به آنها سلولهای بنیادی عصبی القاشده (iNSCs= induced neural stem cells) نیز گفته می شود. این iNSCs شروع به خودنوزایی می کنند و خیلی زود به نورون هایی که توانایی مخابره و انتقال سیگناهای الکتریکی را دارند، بلوغ پیدا می کنند. ننیجه آنکه در طول یک ماه نورون ها به شبکه های عصبی توسعه پیدا کرده بودند.
به گفته Huang، پروفوسور نورولوژی در UCSF :”بسیاری از داروهای کاندید شده، مخصوصا آن‌هایی که برای بیماری‌های تخریب عصبی توسعه یافتند، در آزمایش های بالینی ناموفق بودند چون مدل های متداول به طور دقیق اثر داروها را روی مغز انسان پیش بینی نمی کنند. نورون های انسانی مشتق شده از سلولهای پوستی باز برنامه نویسی شده ، میتوانند به ارزیابی کردن تاثیر داروها و ایمن بودنشان کمک کند، در نتیجه خطرات ومنابع مرتبط با آزمایشات انسانی را کاهش میدهد.”
یافته های Huang بر اساس کار سایر دانشمندان Gladstone است ، همراه با با محقق Gladstone Shinya Yamanaka، MD,PhD شروع میشود . در سال 2007 Yamanaka از 4 فاکتور ژنتیکی برای تغییر سلولهای پوستی انسانی به سلولهایی که شبیه سلولهای بنیادی جنینی عمل می کند، استفاده کرد که این سلولها، سلولهای بنیادی پرتوان القا شده (induced embryonic stem cell) نامیده می شود.
همچنین به عنوان سلول iPS هم شناخته می شود، این سلولها می توانند عملا به هر نوع سلولی در بدن انسان تبدیل شوند- فقط شبیه سلولهای بنیادی جنینی- سال گذشته محقق ارشد Gladstone به نام Sheng Ding، PhD، اظهار داشت از ترکیب مولکولهای کوچک و فاکتورهای ژنتیکی برای تغییر مستقیم سلولهای پستی به سلولهای بنیادی عصبی استفاده کرده بود. امروزه Huang روش جدیدی را با استفاده از یک فاکتور ژنتیکی (SOX2) برای برنامه ریزی یک نوع سلول به نوع دیگر بدون برگشتن به حالت پرتوانی بدست آورد.
اجتناب کردن از حالت پرتوانی طبق چیزی که Drs.Ding و Huang انجام دادند یک روش برای اجتناب از خطر بالقوه است که سلولهای iPS ممکن است به یک تومور توسعه پیدا کند اگر برای چایگزینی یا ترمیم ارگانها یا بافتهای آسیب دیده استفاده شود.
به گفتهی Karen Ring دانشجوی فارغ التحصیل علوم پزشکی UCSF ونویسنده رهبر مقاله «ما می خواستیم ببنیم که آیا این نورونهای تازه تولید شده در رشد تومور بعد از پیوند زدن آنها در مغز موش میتواند نتیجه داشته باشد یا خیر . به جای اینکه ما ببینیم سلولهای دوباره برنامه ریزی شده به مغز موش ملحق شوند و تومور توسعه نیافته باشد».
این تحقیق نقش دقیق SOX2 را به عنوان یک فاکتور تنظیم کننده که هویت سلولهای بنیادی عصبی را کنترل می کند، آشکار می کند. در آینده Huang و تیم او امیدوار هستند که تنظیم کننده های مشابه را شناسایی کنند که توسعه نمونه های عصبی خاص و انواع مشابه نورونها را در مغز راهنمایی کند.
به گفته Huang : ” اگر ما بتوانیم مشخص کنیم چه ژنهایی توسعه هر نوع نورون را کنترل می کنند ، می توانیم آنها را در پتری دیش از یک نمونه سلولهای پست انسانی تولید کنیم سپس می توانیم داروها را روی انواع مختلف نورونها تاثیر می گذارد آزمایش کنیم مثل آن چیزی که در بیماری پارکینسون شرکت دارند به ما کمک می کند که توسعه دارو را برای بیماریهای تخریب عصبی در مسیر سریع قرار دهیم.”