تغییر شغل: تبدیل انواع سلول ها به نورون

مدت‌هاست که محققان می‌دانند HD باعث از بین رفتن تدریجی نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌ها می‌شود. اما اگر بتوانیم راهی برای پرکردن جای آنها پیدا کنیم چه؟ در یک گزارش جدید، محققان از یک استراتژی جالب در موش‌های زنده برای انجام این کار استفاده کردند – آنها نوع متفاوتی از سلول‌های مغز را به نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند تبدیل کردند که نتایج بسیار امیدوارکننده‌ای داشت.

نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند ها تنها نیستند.

در تحقیقات HD ما زمان زیادی را صرف صحبت در مورد نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند ها می کنیم و البته قابل درک است که چرا! نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌ها انواع سلولی در مغز هستند که بیشترین تأثیرپذیری از HD را دارند و سلول‌هایی هستند که پیام‌ها را برای هدایت حرکات، حالات و خاطرات ما رد و بدل می‌کنند. شما می توانید به نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند ها مانند برنامه نویسان کامپیوتر مغز فکر کنید – آنها اطلاعات را به عمل تبدیل می کنند.

به طور خاص، نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌های ناحیه‌ای از مغز به نام جسم مخطط – نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌های مخطط – در برابر جهشی که باعث HD می‌شود آسیب‌پذیرتر هستند. در حال حاضر هیچ کس دقیقاً نمی داند که چرا آن سلول ها به‌طور ویژه دچار آسیب بیشتری میشوند. اما محققان می دانند که بسیاری از علائم HD مربوط به از دست دادن نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند های این ناحیه از مغز است.

اما انواع مختلفی از سلول ها در مغز وجود دارد. در واقع، فراوان‌ترین نوع سلول در مغز، نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌ها نیستند، بلکه نوعی سلول به نام گلیا است. گلیا یک اصطلاح کلی است که چندین نوع سلول در مغز و نخاع را توصیف می کند که نقش حامی،عایق و حفاظت را دارند. شما می توانید گلیا را مانند محافظ بدن تصور کنید – آنها مطمئن می شوند که سایر انواع سلول ها پشتیبانی لازم برای عملکرد را دارند.

یکی از انواع گلیا سلول های مغزی به نام آستروسیت هستند. قسمت عمده‌ای از سیستم عصبی از آستروسیت ها تشکیل شده است – در واقع 30٪! از آنجایی که آستروسیت ها در همه جای مغز هستند، در مناطقی که نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند ها به دلیل HD تخریب می شوند – جسم مخطط – نیز وجود دارند. و بر خلاف نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند هایی که پس از بلوغ کامل دیگر تقسیم نمی شوند، گلیا‌ها به تقسیمات خود ادامه می دهند.

اخیراً دانشمندان از فراوانی گلیاها در مغز و توانایی آنها در تقسیم مجدد استفاده کردند. آنها از یک تکنیک آزمایشی در مغز موش ها برای تبدیل آستروسیت ها به نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند های جدید و فعال استفاده کردند. بنابراین، در کلامی ساده‌تر، آنها محافظان مغز را تشویق کردند تا شغل خود را تغییر دهند و برنامه نویس کامپیوتر شوند.

یک نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند با اسامی دیگر

این کار توسط دکتر گونگ چن، استاد سابق دانشگاه ایالتی پن، که اکنون رهبری مؤسسه بازسازی CNS در دانشگاه جینان در چین را بر عهده دارد، انجام شد. تیم او از تکنیکی برای تبدیل سلول‌هایی که نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند نیستند به نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند استفاده کردند – تکنیکی معروف به تبدیل مستقیم.

این تکنیک به محققان اجازه می‌دهد تا با افزودن کوکتل‌های شیمیایی برای تقویت عملکرد ژن‌هایی که بر نقش سلول تأثیر می‌گذارند، انواع سلول‌های مختلف مانند آستروسیت‌ها را به نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند تبدیل کنند. این کمی شبیه تغییر شرح وظایف یک نوع سلول خاص است – اما این قبلاً انجام شده است. بارها در واقع. این خبر قدیمی است که دانشمندان می توانند یک نوع سلول را که در یک ظرف آزمایشگاهی رشد کرده است، بگیرند و مستقیماً آن را به یک نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند تبدیل کنند.

«اخیراً دانشمندان از فراوانی گلیا در مغز و توانایی آنها در تقسیمات مجدد استفاده کردند. آنها از یک تکنیک آزمایشی در مغز موش ها برای تبدیل آستروسیت ها به نورون های جدید و فعال بهره بردند.»

بنابراین این گزارش چه دستاورد جدیدی داشت و چرا ارزش انتشار در مجله معتبر Nature Communications را داشت؟ زیرا این نویسندگان تبدیل مستقیم در داخل مغز موش های زنده انجام دادند! آنها از یک ویروس بی ضرر برای رساندن کوکتل شیمیایی خود استفاده کردند که به آستروسیت ها انگیزه ژنتیکی می داد و آنها را تشویق می کرد شغل خود را تغییر دهند و به نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند تبدیل شوند. به این ترتیب، آنها توانستند آستروسیت‌های فراوان را به نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌های جسم مخطط بالقوه با ارزش تبدیل کنند – یک دستاورد بسیار جالب!

ما می دانیم که ممکن است به چه چیزی فکر کنید – “شما همین حالا گفتید ویروس؟!” همه ما با شنیدن این کلمه کمی خسته می شویم، به خصوص در روزهای COVID-19! اما مطمئن باشید، این یک روش بسیار بی ضرر است که اغلب در زیست شناسی استفاده می شود.

در واقع فقط قسمت بیرونی ویروس است که استفاده می شود، بدون استفاده از هیچ یک از قسمت های داخلی که معمولا ویروس ها را بسیار مضر می کند. مشابه نامه ای در پاکت نامه – محققان در اینجا یک پاکت نامه را تغییر کاربری داده و چیز جدیدی را داخل آن اضافه می کنند. بنابراین پیام قدیمی حذف می شود و پاکت نامه با دستورالعمل جدید ارسال می شود که محافظان باید شغل خود را تغییر دهند و برنامه نویس کامپیوتر شوند!

تغییر شغل در شرکت خودتان در مقابل رفتن به یک شرکت جدید

یک یافته مهم از مقاله این بود که تعداد کلی آستروسیت ها در طول زمان کاهش نیافته است. این موضوع به نکته‌ای که که در بالا گفتیم اشاره میکند – آستروسیتها به تقسیم شدن ادامه می دهند. بنابراین، اگرچه محققان برخی از آستروسیت ها را به نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند تبدیل کردند، آستروسیت هایی که باقی مانده بودند، آستروسیت های بیشتری را برای جایگزینی آنها تولید کردند. این رویکرد منبعی از نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌های مخطط جدید برای این موش‌های HD بدون تأثیر بر جمعیت آستروسیت‌ها فراهم کرد! و از آنجایی که این آستروسیت ها از قبل در جسم مخطط قرار دارند، مداخله دقیقا در ناحیه از مغز انجام می شود که از نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند های بیشتری استفاده میکند.

چن و همکارانش همچنین نشان دادند که این نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌های جدید در جسم مخطط سیگنال‌هایی را درست مانند نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌های اصلی منتشر می‌کنند. آنها همچنین مانند نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند های اصلی با سایر نواحی مغز ارتباط دارند. جالبتر این است که با اضافه شدن این نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌های جدید در جسم مخطط، موش‌های HD در تست‌های حرکتی بهتر عمل کردند و طول عمر بیشتری داشتند. همه نتایج بسیار هیجان انگیز و امیدوار کننده بودند!

ایده اضافه کردن نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند های از دست رفته در HD جدید نیست. تفاوت بزرگ این است که در مطالعات قبلی سلول‌های جدیدی را از طریق جراحی اضافه میکردند که به آن پیوند سلولی گفته می‌شود. در حالی که تبدیل‌ مستقیم، مانند آزمایش‌های انجام شده توسط چن و تیمش، مثل تغییر شغل در یک شرکت است اما پیوند سلولی مانند یافتن شغل در یک شرکت جدید است.

چندین گروه تحقیقاتی پیوند سلولی را به عنوان درمانیدرمانی درمان برای HD آزمایش کرده‌اند و برخی از این گزینه‌ها در حال حرکت به سمت آزمایش‌های بالینی هستند. اخیراً، پیوند سلولی با سلول‌های نابالغ معروف به سلول‌های بنیادی یا سلول‌های پیش‌ساز عصبی انجام شده است که هنوز به طور کامل متعهد به تبدیل شدن به یک نوع سلول خاص نیستند. مزیت استفاده از سلول‌های نابالغ این است که می‌توانند نشانه‌هایی را از محیط اطراف به دست آورند و به آنها بفهمانند که چه نوع سلولی مورد نیاز است.

پیوند سلولی امیدبخش است، اما می‌تواند با خطراتی همراه باشد. هیچ تضمینی وجود ندارد که سلول ها دقیقاً به همان نوع نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند مورد نظر شما تبدیل شوند. و هیچ تضمینی وجود ندارد که سلول ها در درازمدت زنده بمانند، زیرا در محیط اصلی خودشان قرار ندارند.

گروه چن با به کار انداختن ماشین‌های بیولوژیکی خاص برای تبدیل آستروسیت‌ها به نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌های مخطط، این مسائل را حل کردند. محققان دقیقا می‌دانستند که در نهایت چه نوع نورونی را دریافت خواهند کرد. و از آنجایی که آستروسیت هایی که آنها را هدف قرار دادند قبلاً در جسم مخطط وجود داشتند، آنها می دانستند که نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند های جدید دقیقاً در مکان مناسب قرار خواهند گرفت!

آماده برای زمان پخش (اجرا)؟

«جالبتر این است که با اضافه شدن این نورون‌های جدید در جسم مخطط، موش‌های HD در تست‌های حرکتی بهتر عمل کردند و طول عمر بیشتری داشتند.»

یک نکته مهم در این روش این است که آستروسیت‌هایی که برای تولید نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌ها استفاده شده‌اند، از موش HD به دست آمده‌اند. این بدان معناست که نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌های مخطط جدید نیز حاوی خطای ژنتیکی (جهش) هستند که منجر به بروز HD می‌شود. محققان هنوز نمی‌دانند این موضوع چه اثری بر عمر این نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌ها دارد.

با اینکه نتایج این مطالعه بسیار هیجان‌انگیز است و احتمالاً یک ابزار دیگر در مقابله با بیماری هانتینگتون (HD) را در اختیارمان قرار می‌دهد، اما این مطالعه به عنوان یک نمونه اولیه انجام شده است و تا رسیدن به مرحله کلینیکی، مسیر طولانی‌ای را پیش رو دارد. با این حال تاکنون، با اینکه نوروننورون سلول های مغزی که اطلاعات را ذخیره و انتقال می دهند‌های جدید دارای جهش HD هستند، به نظر می‌رسد که تکنیک تبدیل مستقیم علائم مرتبط با HD را در موش‌ها بهبود می‌بخشد.

در مطالعات پیشرو، احتمالاً این تکنیک در حیوانات بزرگ‌تر مورد آزمایش قرار گیرد یا با روش کاهش هانتینگتین همراه شود، که بدون شک نتایج جالبی را به ارمغان خواهد آورد. ما مشتاقانه منتظر این مطالعات خواهیم بود!