بدن ما در هر لحظه شاهد چرخش عظیمی از سلولهاست؛ میلیاردها سلول روزانه میمیرند و جای خود را به سلولهای جدید میدهند. حفظ این فرآیند بازسازی بیولوژیکی برای سلامتی حیاتی است.
محققان اکنون «ردپای مرگ» جدیدی را کشف کردهاند که سلولهای در حال مرگ از خود به جا میگذارند تا سیستم ایمنی را در پاکسازی این بقایا راهنمایی کنند.
به نظر میرسد ویروسها نیز میتوانند از این فرآیند سوءاستفاده کرده و از آن برای گسترش خود بهره ببرند.
این یافتهها که در مطالعهای جدید در نشریه Nature Communications منتشر شده، میتواند درک ما را از چگونگی حفظ سلامتی بدن از طریق مرگ و بازسازی سلولی دگرگون کند.
در آینده، ممکن است بتوانیم درمانهای دارویی جدیدی را توسعه دهیم که از این ردپاهای مرگ بهره ببرند و همزمان از نفوذ ویروسها به آنها جلوگیری کنند.
ایوان پون، بیوشیمیست موسسه علوم مولکولی لاتروپ (LIMS)، میگوید: «میلیاردها سلول روزانه به عنوان بخشی از چرخه طبیعی بدن و پیشرفت بیماریها میمیرند و تا پیش از این تصور میشد که فرآیند تجزیه سلولی در زمان مرگ، تصادفی و بسیار ساده است.»
«یافتههای ما پیچیدگی این فرآیند را نشان میدهد و برجسته میکند که چگونه هر مرحله از آن برای تجزیه مؤثر سلول در حال مرگ و پاکسازی آن توسط سیستم ایمنی، حیاتی است.»
فرآیندی به نام آپوپتوز (مرگ برنامهریزی شده سلولی) اغلب برای زمانبندی مرگ سلولهای غیرضروری، آسیبدیده یا بالقوه مضر در بدن استفاده میشود. مطالعه جدید به بررسی دقیقتر این فرآیند پرداخته است.
محققان با استفاده از تصاویر سهبعدی تایملپس، پروتئینهای باقیمانده از آپوپتوز و نحوه تعامل سیستم ایمنی با آنها را در سلولهای مختلف در حال مرگ تجزیه و تحلیل کردند.
همانطور که انتظار میرفت، بقایای سلولی شامل وزیکولهای خارج سلولی (EVs) بودند؛ کیسههای کوچکی از پروتئینها، DNA و RNA که سلولها برای ارتباط با یکدیگر آزاد میکنند.
در این مطالعه، نوع جدیدی از EV کشف شد که محققان آن را F-ApoEVs نامیدهاند: وزیکولهای مشتق شده از ردپای مرگ و تحریک شده توسط آپوپتوز.
این F-ApoEVها مانند رد نان عمل میکنند که سیستم ایمنی میتواند برای پاکسازی سلولهای مرده، آنها را دنبال کند.
استفانی راتر، محقق ارشد و بیوشیمیست LIMS، میگوید: «ما میدانیم که بدن بقایای سلولهای مرده را پاکسازی میکند تا از التهاب و بیماریهای خودایمنی مانند لوپوس جلوگیری کند، و ما دیدیم که F-ApoEVها به راحتی از محل مرگ سلول پاکسازی میشوند.»
«اما آنچه انتظارش را نداشتیم این بود که ویروسها نیز میتوانند از این فرآیند سوءاستفاده کرده و با پنهان شدن در F-ApoEVها باعث عفونت شوند.»
هنگامی که محققان سلولهای در حال مرگ را با ویروس آنفولانزا آلوده کردند، ویروس برخی از ذرات خود را در F-ApoEVها پنهان کرد. با پاکسازی بقایای سلولی توسط سیستم ایمنی، این ذرات ویروسی به سلولهای سالم همسایه منتقل میشوند.
این یک روش جدید برای انتشار ویروسها است که پیش از این مشاهده نشده بود.
این مکانیسمها هنوز نیاز به آزمایش و تجزیه و تحلیل خارج از آزمایشگاه دارند، اما درمانهای بالقوه میتوانند عملکرد F-ApoEVها را برای محافظت بهتر در برابر بیماریهای خودایمنی و جلوگیری از انتشار ویروس بهبود بخشند.
جورجیا اتکین-اسمیت، زیستشناس سلولی از موسسه تحقیقات پزشکی والتر و الیزا هال در استرالیا، میگوید: «این مطالعه نشان داده است که سلولهای در حال مرگ میتوانند از دنیای مردگان نیز ارتباط برقرار کنند و بر عملکرد سیستم ایمنی تأثیر بگذارند.»
اساساً، تمام این فرآیندها مربوط به ارتباط است: سلولها با یکدیگر صحبت میکنند و همگی در مورد نگهداری بیولوژیکی در یک صفحه باقی میمانند.
اکنون عنصری دیگر به این ارتباط اضافه شده است که میتواند هم از سلامتی حمایت کند و هم بالقوه به آن آسیب برساند. تحقیقات آینده میتواند به دانشمندان کمک کند تا درک دقیقتری از نحوه عملکرد F-ApoEVها و چگونگی دستکاری آنها به دست آورند.
پون میگوید: «درک این فرآیند بیولوژیکی اساسی میتواند راههای جدیدی را برای توسعه درمانهای نوآورانه که از این مراحل بهره میبرند و به سیستم ایمنی در مبارزه بهتر با بیماریها کمک میکنند، باز کند.»
این تحقیق در Nature Communications منتشر شده است.
