کشف پروتئین کلیدی در ترمیم آسیب نخاعی

گورخرماهی آب‌های شیرین (Zebrafish) در فروشگاه حیوانات خانگی ارزشی کمتر از دو دلار دارد اما می‌تواند کار بسیار با ارزشی را انجام دهد: طناب نخاعی این ماهی می‌تواند به طور کامل نخاع قطع شده انسان را التیام دهد. دانشمندان حین تماشای ترمیم آسیب نخاعی این ماهی، یک پروتئین خاص که در این فرآیند ضروری است را کشف کردند.

کشف پروتئین کلیدی در ترمیم آسیب نخاعی

گورخرماهی بزرگسال قادر به بازسازی نخاع خود پس از مصدومیت و قطع کامل است. این تصویر، سلول‌های گلیال (به رنگ قرمز) حمایت کننده را نشان می‌دهد که ابتدا از شکاف بین دو سر قطع شده عبور می‌کنند. سپس سلول‌های عصبی (به رنگ سبز) آنها را دنبال می‌کنند و از شکاف عبور می‌کنند. پژوهشگران طرح آینده بازسازی (Regeneration Next) در دانشگاه دوک کشف کردند که یک پروتئین در گلیا به نام فاکتور رشد بافت همبند یا CTGF برای این فرآیند بسیار مهم است.

دانشمندان دانشگاه دوک حین تماشای ترمیم آسیب نخاعی گورخرماهی، یک پروتئین خاص که در این فرآیند ضروری است را کشف کردند. مطالعه آنها، ۴ نوامبر در مجله Science منتشر شد. این یافته می‌تواند گامی جدید در ترمیم بافت انسان باشد.

Kenneth Poss، پژوهشگر ارشد این مقاله و استاد زیست شناسی سلولی و مدیر طرح آینده بازسازی در دانشگاه دوک می‌گوید: «این یکی از قابل توجه‌ترین شاهکارهای طبیعت بازسازی است. با توجه به تعداد محدود درمان‌های موفق برای ترمیم بافت‌های از دست رفته، ما نیاز داریم برای یافتن سرنخ جدید در مورد چگونگی تحریک بازسازی و ترمیم آسیب نخاعی به حیواناتی مانند گورخرماهی نگاه کنیم».

نخاع قطع شده گورخرماهی دقیقاً به شکل پل تحت بازسازی قرار می‌گیرد. سلول‌های دو سر نخاع قطع شده ابتدا تا ده برابر طول خود گسترش می‌یابند و فاصله آسیب را پر میکنند. سپس سلول‌های عصبی نیز از پل ایجاد شده عبور و اتصال را برقرار می‌کنند. ۸ هفته طول می‌کشد تا بافت عصبی جدید شکاف را کاملاً پر کند و حیوانات به طور کامل درمان شوند.

دانشمندان برای کشف مولکول‌هایی که به طور بالقوه مسئول این فرآیند قابل توجه هستند، همه مولکول‌های ماهی را برای یافتن ژن‌هایی که به طور ناگهانی پس از آسیب نخاعی فعالیت خود را تغییر می‌دهند، جست و جو کردند.

ژن‌های بسیاری با آسیب فعال می‌شوند و هفت پروتئین کد شده از سلول‌ها ترشح می‌شود. یکی از این پروتئین‌ها به نام CTGF یا فاکتور رشد بافت همبند جذاب بود چرا که سطح آن در سلول‌های حمایت کننده یا گلیا که پل را در دو هفته اول پس از آسیب تشکیل می‌دهند، افزایش یافت.

Mayssa Mokalled، نویسنده اصلی مقاله و فوق دکترا در گروه POSS می‌گوید: «ما متعجب شدیم که تنها کسری از سلول‌های گلیال پس از آسیب فعال شدند. ما فکر کردیم که این سلول‌های گلیال و این ژن‌ها باید مهم باشند». پس از اینکه پژوهشگران سعی کردند از لحاظ ژنتیکی CTGF را حذف کنند، ماهی دیگر موفق به بازسازی نبود.

انسان و گورخرماهی ژن‌های کد کننده پروتئین مشترکی دارند و CTGF از این قاعده مستثنی نیست. پروتئین CTGF انسان نزدیک به ۹۰٪ در بلوک‌های ساختمان اسید آمینه شبیه به گورخرماهی است. زمانی که پژوهشگران نسخه انسانی CTGF را به محل جراحت ماهی اضافه کردند، سرعت بازسازی بهبود یافت و ماهی دو هفته پس از آسیب شنا کرد. Mokalled گفت: «ماهی فلج کاملاً بهبود یافت و شروع به شنا کرد. تأثیر این پروتئین قابل توجه است».

گروه فهمید که نیمه دوم پروتئین CTGF کلید درمان است. CTGF یک پروتئین بزرگ و ساخته شده از چهار بخش کوچکتر است و بیش از یک نقش و عملکرد دارد و موجب درمان آسیب‌های نخاعی می‌شود.

POSS گفت: متاسفانه CTGF احتمالاً به تنهایی برای بازسازی نخاع انسان کافی نیست. درمان در پستانداران به دلیل آثار زخم اطراف آسیب پیچیده‌تر است. گروه POSS مطالعات CTGF را به سمت درمان پستاندارانی مانند موش هدایت می‌کند. Mokalled گفت: «آزمایش روی موش‌ها می‌تواند مفید باشد تا بفهمیم چه زمانی و چه سلول‌هایی CTGF را آزاد می‌کنند».

این آزمایش‌ها ممکن است به برخی پرسش‌ها پاسخ دهد که چرا گورخرماهی می‌تواند بازسازی کند اما پستانداران نمی‌تواند. POSS گفت: ممکن است موضوع این باشد که چگونه پروتئین نسبت به آرایشش کنترل می‌شود.

این گروه همچنین قصد دارد سایر پروتئین‌هایی که پس از آسیب در جستجوی اولیه شناسایی شدند را دنبال کنند تا شاید به نکات دیگری در اسرار بازسازی و ترمیم آسیب نخاعی گورخرماهی دست پیدا کنند.

POSS گفت: «من فکر نمی‌کنم CTGF پاسخ کامل باشد اما این یک گام بزرگ در مسیر اطلاع از روش‌های جدید و مقابله با چالش‌های واقعی در تلاش برای بهبود بازسازی است»

دیگر دانشمندان درگیر در مطالعه Amy Dickson و Toyokazu Endo در دانشگاه دوک و Chinmoy Patra و Didier Stainier در مؤسسه ماکس پلانک برای پژوهش‌های قلب و ریه هستند.


در زمینه روش‌های درمان آسیب نخاعی بیشتر بخوانید:
>>درمان آسیب نخاعی


منبع: sciencedaily.com

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *