سلول‌های بنیادی چندتوانه‌ی القا شده می‌توانند به هر نوع سلولی تمایز یابند و یا به شکل اصلی خود باقی بمانند. در ویرایش کنونی Molecular Cell، دانشمندان چگونگی تصمیم سلول در این دوراهی را توضیح می‌دهند. در طی تحقیقات، دانشمندان مشاهده کردند یک پروتئین و یک RNA در این فرایند نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند. یافته‌ی آنان درباره‌ی اسکلروز آمیوتروفیک جانبی (ALS) که یک بیماری پیشرونده‌ی عصبی که نورون‌های حرکتی را تحت تاثیر قرار می‌دهد نیز دید بهتری فراهم می‌کند.
باید ممنون این باشیم که این سلول‌ها توانایی تبدیل شدن به انواع دیگر سلول‌ها را دارند چراکه می‌توانیم با ایجاد سلول‌های بنیادی چندتوانه‌ی القا شده یا (induced pluripotent stem cells (iPS cells کلیدی برای ختم موضوع به پزشکی رژنراتیو داشته باشیم. برای مثال، برای ساخت سلول‌های بتای مصنوعی با هدف درمان دیابت نوع ۱، مهم است که مکانیسم‌های تمایز سلولی را بشناسیم. دکتر Micha Drukker از مؤسسه‌ی تحقیقات سلول‌های بنیادی و همکارانش نشان داده‌اند این فرایندها در سطح مولکولی به چه شکلی کنترل می‌شوند. همه‌ی این‌ها با ساختاری در هسته آغاز می‌شود که توسط یک میکروسکوپ فلوروسنت تصویرسازی شده است.
بیشتر بخوانید:
- دست کاری سلول‌های بنیادی برای ساخت بافت استخوانی جدید
- شاید راز جوان نگه داشتن سلول‌های بنیادی در زنبور عسل نهفته باشد!
- فعال و غیر فعال کردن سلول‌های بنیادی: نحوه کنترل سلول‌های بنیادی چگونه است؟
دو عامل کلیدی در هسته سلول
«ما مشاهده کردیم دامنه‌های هسته‌ای با نام paraspeckle در سلول‌های iPS وجود ندارند درحالی که در طی تمایز به سرعت پدیدار می‌شوند. این موضوع بدون درنظر گرفتن نوع سلول اتفاق می‌افتاد.»
دکتر Miha Modic (از اعضای گروه دکتر Drukker)
Drukker و Modic فرضیه‌ای مطرح کردند که این اتفاق با توانایی سلول بنیادی برای تمایز به سلول‌های بدن ارتباط دارد. دانشمندان یک مولکول کلیدی در هسته‌ی سلول یافتند که ظهور paraspeckle در سلول و کنترل تمایز سلول به دست آن را تنظیم می‌کند.
Drukker می‌گوید:
«دو فاکتور در تصمیم‌گیری سلول مبنی بر تمایز و یا باقی ماندن در حالت بنیادی نقش کلیدی دارند. ما NEAT1 که نوعی RNA می‌باشد و TDP-43 که نوعی پروتئین متصل شونده به RNA می‌باشد را شناسایی کردیم.»
NEAT1 به دو شکل وجود دارد. نوع کوتاه آن توسط TDP-43 تثبیت شده و paraspeckle ایجاد نمی‌شود. در این مورد سلول درحالت چنداستعداده باقی مانده و تمایز نمی‌یابد. درمقابل، کاهش TDP-43 موجب تولید شدن فرم بلند NEAT1 می‌شود؛ paraspeckles ساخته شده و سلول‌های تمایز نیافته شروع به تمایز می‌کنند. Modic می‌افزاید: «این سیستم کنترلی ممکن است در عموم سلول‌های بنیادی وجود داشته باشد تا تعیین کننده‌ی تصمیم سلول بر تمایز و عدم تمایز باشد. Paraspeckle ها همچنین برای تمایز کارآمد در طی تکامل جنین موش‌ها، بسیار مهم هستند.»
ارتباط با بیماری‌ها
از دید Drukker این یافته‌ها بیش از کمک به تحقیقات اولیه خواهد بود.
« Paraspeckle ها با خیلی از بیماری‌ها ارتباط دارند. اما تا به امروز در زمینه‌های زیست شناسی رشد و سلول‌های بنیادی به ندرت مورد بررسی قرار گرفته‌اند.»
Drukker
درمورد اسکلروز آمیوتروفیک جانبی، نقش TDP-43 (و همچنین ظهور Paraspeckleها) کاملاً مشهود است. در نورون‌های حرکتی که عضلات بدن را کنترل کرده و در اسکلروز آمیوتروفیک جانبی تحت تأثیر قرار می‌گیرند، TDP-43 به‌صورت عجیبی تنظیم می‌شود و یکسری تجمعات سمی ایجاد می‌کند. همچنین میزان فرم بلند NEAT1 زیاد شده و Paraspeckle کمی یافت می‌شود. این مکانیسم‌ها به عنوان یکی از نشانه‌های اولیه‌ی ALS درنظر گرفته می‌شوند. یعنی نشانه‌ای از بیماری وجود دارند درصورتی که بیمار هنوز هیچ علائم کیلینیکی مرتبط با این بیماری را بروز نداه است. در مرحله‌ی بعد، Drukker و همکارانش امیدوارند بتوانند سلول‌های دیگر را از نظر وجود paraspeckle ها، RNA و ارتباط بین آنان بررسی کنند. بعد از آن مشخص خواهد شد مولکول‌های یافته‌شده‌ی جدید می‌توانند هدف مناسبی برای داروها باشند یا نه.
