راز پیری از مغز استخوان آغاز می شود؟ نقش سلول های بنیادی در انتشار التهاب در بدن

پیری معمولا به عنوان فرایندی دیده می شود که به تدریج تمام بخش های بدن را تحت تاثیر قرار می دهد؛ از کاهش قدرت عضلات و تغییر عملکرد مغز گرفته تا افزایش احتمال ابتلا به بیماری های مزمن. اما دانشمندان در سال های اخیر به این نتیجه رسیده اند که برخی از ریشه های این فرایند ممکن است در بخش هایی از بدن قرار داشته باشند که کمتر مورد توجه قرار گرفته اند.

یکی از این بخش ها مغز استخوان است؛ بافتی زنده درون استخوان ها که مانند یک کارخانه دائمی، سلول های خونی و بسیاری از سلول های سیستم ایمنی را تولید می کند. پژوهشی جدید نشان می دهد تغییرات ناشی از افزایش سن در سلول های بنیادی مغز استخوان ممکن است فقط به خون محدود نماند و از طریق سلول های ایمنی، روند التهاب و فرسودگی را به اندام های دیگر بدن منتقل کند.

این یافته می تواند نگاه دانشمندان به روند پیری را تغییر دهد؛ زیرا نشان می دهد برخی سلول های بنیادی پیر شاید فقط قربانی افزایش سن نباشند، بلکه خودشان در ایجاد بخشی از مشکلات مرتبط با پیری نقش داشته باشند.

مغز استخوان؛ مرکز تولید سلول های دفاعی بدن

مغز استخوان فقط یک بافت پرکننده داخل استخوان ها نیست. این بخش یکی از مهم ترین مراکز تولید سلول های خونی در بدن به شمار می رود و سلول های بنیادی خون ساز (Hematopoietic Stem Cells) در آن قرار دارند.

این سلول های بنیادی توانایی تولید انواع مختلف سلول های خونی را دارند؛ از گلبول های قرمز که اکسیژن را منتقل می کنند تا سلول های ایمنی که وظیفه دفاع در برابر عوامل بیماری زا را بر عهده دارند.

پس از تولید، سلول های ایمنی وارد جریان خون می شوند و می توانند به بافت های مختلف مانند مغز، ریه، عضلات و سایر اندام ها مهاجرت کنند. به همین دلیل، هر تغییری در عملکرد سلول های بنیادی خون ساز می تواند اثراتی فراتر از سیستم خون داشته باشد.

پژوهشگران سال هاست می دانند که با افزایش سن، عملکرد مغز استخوان تغییر می کند؛ اما پرسش اصلی این بود که آیا این تغییرات فقط نتیجه طبیعی پیری هستند یا می توانند خودشان باعث ایجاد مشکلات مرتبط با افزایش سن شوند.

نقش پروتئین SIRT3 در کنترل روند پیری سلول ها

تمرکز اصلی این پژوهش روی پروتئینی به نام SIRT3 بود. این پروتئین در میتوکندری، یعنی بخش تولید کننده انرژی سلول، فعالیت می کند و در تنظیم سوخت و ساز، کنترل استرس اکسیداتیو و حفظ سلامت سلول نقش دارد.

میتوکندری ها با افزایش سن معمولا عملکرد ضعیف تری پیدا می کنند و آسیب های بیشتری در آن ها ایجاد می شود. SIRT3 یکی از عواملی است که به سلول کمک می کند با این فشارهای داخلی مقابله کند.

پژوهشگران دریافتند سطح SIRT3 در سلول های بنیادی خون ساز موش ها و انسان ها با افزایش سن کاهش پیدا می کند. این کاهش ممکن است باعث شود سلول های بنیادی مسیر متفاوتی را در تولید سلول های ایمنی طی کنند و تعداد بیشتری سلول التهاب زا بسازند.

سلول های بنیادی پیر چگونه التهاب را افزایش می دهند؟

یکی از ویژگی های شناخته شده پیری، افزایش حالتی به نام «التهاب مزمن مرتبط با سن» یا Inflammaging است. این وضعیت به معنای فعال بودن طولانی مدت سیستم ایمنی در سطحی پایین اما مداوم است.

التهاب در شرایط طبیعی برای مقابله با عفونت ها و ترمیم آسیب های بدن ضروری است. اما زمانی که این واکنش برای مدت طولانی ادامه پیدا کند، می تواند به بافت های سالم آسیب بزند و در شکل گیری بیماری های مرتبط با افزایش سن مانند بیماری های قلبی، دیابت نوع ۲ و برخی اختلالات عصبی نقش داشته باشد.

مطالعه جدید نشان می دهد یکی از منابع احتمالی این التهاب ممکن است خود سلول های بنیادی خون ساز پیر باشند. این سلول ها با گذشت زمان تمایل بیشتری پیدا می کنند که سلول های ایمنی التهاب زا تولید کنند؛ تغییری که می تواند وضعیت التهابی بدن را افزایش دهد.

آزمایش روی موش ها چه چیزی را نشان داد؟

برای بررسی نقش SIRT3، پژوهشگران سلول های بنیادی خون ساز موش هایی را که به صورت ژنتیکی برای تولید مقدار بیشتری از این پروتئین تغییر یافته بودند، به موش های جوان پیوند زدند.

این سلول ها پس از پیوند توانستند سیستم خون ساز و ایمنی حیوانات را بازسازی کنند. سپس پژوهشگران این موش ها را تا سنین بالا بررسی کردند.

نتایج نشان داد موش هایی که سلول های بنیادی آن ها SIRT3 بیشتری داشتند، ویژگی های متفاوتی نسبت به گروه کنترل نشان دادند:

• تعداد سلول های ایمنی التهاب زا در آن ها کمتر بود.
• توانایی حرکتی بهتری داشتند.
• در آزمون های قدرت عضلانی عملکرد بالاتری نشان دادند.
• تنظیم قند خون در آن ها بهتر حفظ شده بود.
• برخی شاخص های سلامت ریه نیز وضعیت مناسب تری داشت.

این نتایج نشان داد تغییر در سلول های بنیادی مغز استخوان می تواند اثراتی در بخش های مختلف بدن ایجاد کند.

سلول های ایمنی؛ پیام رسان میان مغز استخوان و اندام ها

برای اینکه مشخص شود آیا سلول های ایمنی عامل انتقال این اثرات هستند یا خیر، پژوهشگران آزمایش دیگری انجام دادند.

آن ها سلول های ایمنی تولید شده از سلول های بنیادی دارای SIRT3 بیشتر را به گروه دیگری از موش ها منتقل کردند. نتایج نشان داد این حیوانات نیز برخی مزایای مشابه را تجربه کردند؛ از جمله عملکرد بهتر عضلات، تنظیم مناسب تر قند خون و سلامت بیشتر بافت ریه.

این بخش از آزمایش اهمیت زیادی داشت، زیرا نشان داد اثرات مشاهده شده فقط به خود مغز استخوان محدود نیستند. در واقع، سلول های ایمنی می توانند مانند پیام رسان هایی عمل کنند که اطلاعات مربوط به وضعیت سلول های بنیادی را به دیگر اندام ها منتقل می کنند.

دانیکا چن، زیست شناس دانشگاه کالیفرنیا برکلی و یکی از پژوهشگران اصلی این مطالعه، تاکید کرده است که آزمایش های پیوند و انتقال سلولی از مهم ترین شواهد این تحقیق هستند؛ زیرا نشان می دهند تغییرات آغاز شده در سلول های بنیادی می توانند اثرات گسترده ای در بدن ایجاد کنند.

آیا افزایش SIRT3 می تواند جلوی پیری را بگیرد؟

نتایج این پژوهش امیدوارکننده هستند، اما هنوز نمی توان گفت افزایش SIRT3 یک روش درمانی برای مقابله با پیری است.

یکی از محدودیت های اصلی مطالعه این است که آزمایش ها روی موش ها انجام شده اند و حیوانات نیز دارای تغییرات ژنتیکی کنترل شده بودند. شرایط بدن انسان بسیار پیچیده تر است و هنوز مشخص نیست آیا افزایش SIRT3 در سلول های بنیادی انسان دقیقا همان اثرات را ایجاد می کند یا خیر.

همچنین این پژوهش نشان نمی دهد که افزایش این پروتئین می تواند عمر انسان را طولانی کند، روند پیری را متوقف کند یا تمام بیماری های وابسته به سن را کاهش دهد.

دانشمندان باید در مطالعات آینده بررسی کنند که آیا کاهش SIRT3 در سلول های بنیادی خون ساز انسان نیز باعث افزایش تولید سلول های ایمنی التهاب زا می شود و آیا می توان از این مسیر برای توسعه درمان های ضد پیری استفاده کرد.

نتیجه گیری

پژوهش جدید منتشر شده در مجله Nature Aging نشان می دهد که سلول های بنیادی مغز استخوان ممکن است نقشی فعال در روند پیری داشته باشند. در موش ها، کاهش پروتئین SIRT3 باعث شد سلول های بنیادی خون ساز به سمت تولید بیشتر سلول های ایمنی التهاب زا حرکت کنند؛ تغییری که با مشکلاتی در عملکرد عضلات، سوخت و ساز و سلامت اندام ها همراه بود.

با این حال، هنوز نمی توان از این یافته نتیجه گرفت که با افزایش SIRT3 می توان پیری انسان را متوقف کرد. علم هنوز در حال کشف شبکه پیچیده ای است که میان سلول ها، سیستم ایمنی و افزایش سن وجود دارد.