به گزارش سلامت نیوز به نقل از جام جم، آسیب به مواد ژنتیکی میتوکندری (DNA میتوکندری یا به اختصار mtDNA) می‌تواند منجر به بیماری‌هایی مانند پارکینسون، آلزایمر، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS)، بیماری‌های قلبی-عروقی و دیابت نوع ۲ شود. چنین آسیب‌هایی همچنین روند پیری را سرعت می‌بخشد. با این حال، سلول‌ها معمولا قادر به شناسایی چنین آسیب‌هایی هستند و نسبت به آنها واکنش نشان می‌دهند.
دانشمندان بیمارستان دانشگاهی هاینریش هاینه دوسلدورف (HHU) با همکاری دانشگاه کلن و مرکز پزشکی مولکولی کلن (CMMC) مکانیزمی را کشف کردند که از میتوکندری محافظت و آن را ترمیم می‌کند. تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور دیوید پِلامارتین از موسسه بیوشیمی و زیست‌شناسی مولکولی HHU، یک سیستم بازیافت تخصصی را شناسایی کرده‌اند که در آن سلول‌ها هنگامی که آسیب به mtDNA را شناسایی می‌کنند، فعال می‌شوند. نتایج پژوهش این تیم یازده نفره در ۴ آوریل۲۰۲۵ در مجله Science Advances منتشر شده است.
به گفته نویسندگان مقاله، این مکانیسم متکی بر یک مجموعه پروتئینی به نام رترومر و لیزوزوم‌ها (اندامک‌های سلولی حاوی آنزیم‌های گوارشی) است. این محفظه‌های سلولی خاص مانند مراکز بازیافت عمل می‌کنند و مواد ژنتیکی آسیب دیده را از بین می‌برند. این فرآیند یکی از مکانیسم‌هایی است که از تجمع mtDNA معیوب جلوگیری می‌کند و در نتیجه سلامت سلولی را حفظ و به طور بالقوه از بروز بیماری‌ها جلوگیری می‌کند.
پروفسور پلامارتین توضیح می‌دهد: «ما یک مسیر سلولی ناشناخته را شناسایی کرده‌ایم که برای سلامت میتوکندری و در نتیجه برای دفاع طبیعی سلول‌های ما مهم است. با درک این مکانیسم، می‌توانیم توضیح دهیم که چگونه آسیب میتوکندریایی می‌تواند باعث ایجاد بیماری‌هایی نظیر پارکینسون و آلزایمر شود. این به نوبه خود می‌تواند مبنایی برای توسعه روش‌های درمانی پیشگیرانه باشد.»
پروفسور پلامارتین با همکاری زیست‌شناس سلولی دکتر پریسا کاکانج از دانشگاه کلن، توانست یافته‌ها را با استفاده از مگس‌های میوه (دروسوفیلا) به‌عنوان ارگانیسم مدل، تایید و گسترش دهد. دکتر کاکانج نشان داد زمانی که فعالیت کمپلکس رترومر (به ویژه پروتئین VPS۳۵) افزایش می‌یابد، DNA میتوکندری آسیب دیده بسیار سریعتر از بین می‌رود و عملکرد میتوکندری به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد.
دکتر کاکانج گفت: «استفاده از مگس میوه به ما این امکان را داد تا یافته‌های اولیه خود را در سلول‌های انسانی تایید کنیم و پیشرفت‌های واضحی را در سلامت میتوکندری نشان دهیم. این کشف فرصت‌های هیجان‌انگیزی را برای استراتژی‌های درمانی در جهت درمان بیماری‌های میتوکندریایی و شرایط مرتبط با سن فراهم می‌کند.»
چرا مسیرهای سلولی ناشناخته وجود دارند؟
مسیرهای سلولی (cellular pathways) به شبکه‌های پیچیده‌ای از واکنش‌ها و تعاملات بین مولکول‌ها در درون سلول گفته می‌شود که عملکردهای خاصی مانند تقسیم سلولی، مرگ سلولی، متابولیسم، یا پاسخ به سیگنال‌های محیطی را کنترل می‌کنند.وقتی از مسیرهای سلولی ناشناخته (unknown cellular pathways) صحبت می‌کنیم، منظور مسیرهایی است که هنوز توسط دانشمندان کشف نشده‌اند یا عملکرد دقیقشان مشخص نیست.ژنوم انسان حدود ۲۰هزار ژن دارد، اما عملکرد دقیق بسیاری از آنها هنوز مشخص نیست. بسیاری از پروتئین‌ها در مسیرهایی نقش دارند که هنوز به طور کامل ترسیم نشده‌اند. تعاملات پیچیده بین پروتئین‌ها، RNAها و سایر مولکول‌ها باعث می‌شود برخی مسیرها فقط در شرایط خاص یا سلول‌های خاص فعال شوند و از دید پژوهشگران پنهان بمانند.مهم‌ترین روش‌های کشف مسیرهای ناشناخته که تا کنون ابداع شده‌اند می‌توان به پروتئومیکس (Proteomics)جهت بررسی کل پروتئین‌های یک سلول برای شناسایی تعاملات جدید؛ ترنسکریپتومیکس(Transcriptomics)برای بررسیRNAهاجهت کشف تغییرات بیان ژن؛CRISPR/Cas۹ و RNAi برای خاموش کردن ژن‌ها جهت بررسی اثرشان و یافتن مسیرهای ناشناخته اشاره کرد. درسال‌های اخیر مدل‌سازی محاسباتی و هوش مصنوعی نیز برای شناسایی الگوهای پنهان در داده‌های زیستی به کار گرفته شده‌اند.
اهمیت شناخت مسیرهای ناشناخته
در پزشکی: بسیاری ازبیماری‌ها مثل سرطان،آلزایمر یا اختلالات خودایمنی ممکن است با مسیرهای ناشناخته مرتبط باشند.
در داروسازی: هدف قرار دادن این مسیرها می‌تواند به درمان‌های جدید منجر شود.
در بیوتکنولوژی: بهینه‌سازی عملکرد سلول‌ها، مثلا برای تولید دارو یا مواد زیستی.
در جست‌وجوی مسیرهای سلولی ناشناخته
در دو سال گذشته پژوهش‌های متعددی درباره فرآیندهای سلولی انجام شده است. این تحقیقات چندین مسیر سلولی ناشناخته را کشف کرده‌اند که می‌توانند تاثیرات مهمی بر زیست‌شناسی و پزشکی داشته باشند. یکی از یافته‌های قابل توجه مربوط به پروتئینی به نام میدنولین است که سال ۲۰۲۳ توسط پژوهشگران دانشکده پزشکی هاروارد شناسایی شد. این مسیر، تخریب پروتئین‌های هسته‌ای کوتاه‌عمر، مانند عوامل رونویسی که بیان ژن را کنترل می‌کنند و برای عملکرد مغز، سیستم ایمنی و رشد حیاتی هستند، تنظیم می‌کند. برخلاف سیستم شناخته شده یوبیکویتین-پروتئازوم، میدنولین به طور مستقیم این پروتئین‌ها را شکار کرده و به پروتئازوم برای نابودی تحویل می‌دهد.
این مکانیسم ساده اما هوشمندانه، در مطالعه‌ای که در مجله Science در تاریخ ۲۴ اوت ۲۰۲۳ منتشر و شرح داده شده است، می‌تواند به طور بالقوه برای تنظیم سطح پروتئین‌ها استفاده شود و راه‌های جدیدی برای درمان بیماری‌هایی مانند اختلالات عصبی یا سرطان‌هایی که در آنها تنظیم پروتئین مختل می‌شود، ارائه دهد.یافته جالب دیگری از دانشگاه ییل سال ۲۰۲۴ به دست آمده است؛ جایی که پژوهشگران یک مسیر جدید را شناسایی کردند که استرس لیزوزومی را به فعال‌سازی کیناز ۲ تکراری غنی از لوسین (LRRK۲) مرتبط می‌کند. جهش‌های LRRK۲ عامل خطر اصلی برای بیماری پارکینسون هستند. این مسیر، سیگنال‌های استرس متعددی را یکپارچه می‌کند تا فعالیت LRRK۲ را افزایش دهد. این یافته نشان می‌دهد که پاسخ بیش‌فعال به استرس لیزوزومی ممکن است به خطر ابتلا به پارکینسون کمک کند و امکانات جدیدی برای درمان‌های هدفمند ایجاد کند.این یافته‌ها نشان می‌دهد هنوز چه میزان از فرآیندهای سلولی ناشناخته باقی مانده است و پتانسیل رویکردهای درمانی پیشگامانه را به‌عنوان ادامه کشف این مسیرهای پنهان برجسته می‌کنند.
نظر شما