Breaking News

روشی جدید برای تبدیل سلول های بنیادی به سلول های استخوانی

تصور کنید که شما به یک مصدومیت استخوانی دچار شده اید اما زخم شما به آرامی التیام یابد( یک واقعیت رایج  در زندگی افراد مسن) و یا دچار ضایعه ای در استخوان فک شده اید در این صورت نیاز به جراحی پیوند استخوان خواهید داشت. استفاده از سلولهای بنیادی برای تشکیل و تسریع ترمیم ضایعات و مصدومیتهای استخوانی یکی از اهداف دانشمندان در پزشکی و دندانپزشکی ترمیمی است.

سلولهای بنیادی می توانند به سلولهای چربی یا سلولهای استخوانی تبدیل شوند، محققان دانشگاه پزشکی کارولینای شمالی این روند را به نفع تبدیل سلولهای بنیادی به سلولهای استخوانی تغییر دادند، آنها از یک ماده طبیعی موجود در کپک به نام cytochalasin D ، به عنوان یک پروکسی در هسته ی سلول های بنیادی مزانشیمی و تبدیل نمودن آنها به استئوبلاست (سلولهای استخوانی) استفاده کردند.

stem cell

سمت چپ: الیاف اکتین سبز رنگ در تصویر که سازنده ی ساختار سلول است. سمت راست: با افزودن cytochalasin D ، الیاف اکتین منحل و در هسته مجددا شکل می گیرد.

با درمان سلول های بنیادی – که می توانند به سلول های چربی یا استخوانی تبدیل شوند – با ماده ی  cytochalasin D-  نتیجه روشن بود: سلول های بنیادی به سلول های استخوانی تبدیل شدند. علاوه بر این، تزریق مقدار کمی از cytochalasin D به فضای مغز استخوان موش، موجب تشکیل استخوان گردید. جزئیات این پژوهش در تغییر سلول های بنیادی و تبدیل آنها به استخوان در مجله ی Stem Cells منتشر شده است.

دکتر جانت روبین، نویسنده ی ارشد این مقاله و استاد دانشکده پزشکی UNC گفت: استخوان به سرعت تشکیل می شود، داده ها و تصاویر بسیار واضح هستند، شما لازم نیست که یک زیست شناس استخوان باشید تا ببینید که cytochalasin D  در طول یک هفته  بر موش چه تاثیری داشته است.

روبین افزود: این چیزی نبود که ما انتظار داشتیم و آن چیزی نبود که ما سعی داشتیم در آزمایشگاه انجام دهیم، اما آنچه ما کشف کردیم می تواند یک راه شگفت انگیز برای تشکیل استخوان بصورت موضعی باشد. با این حال، این ماده نمی تواند مشکل پوکی استخوان( که شامل از دست دادن استخوان در سراسر اسکلت بدن است) را بر طرف کند.

در مرکز این کشف یک پروتئین به نام اکتین قرار دارد، این پروتئین الیافی را می سازد که در ایجاد اسکلت سلولی در سیتوپلاسم سلول نقش دارد. استئوبلاستها دارای اسکلت سلولی بیشتری نسبت به سلول های چربی هستند. دکتر Buer Sen ، نویسنده ی اول این مقاله و یکی از اعضا آزمایشگاه دکتر روبین، از cytochalasin D  برای شکستن اسکلت سلولی اکتین استفاده کردند. در تئوری – و با توجه به ادبیات علمی موجود – این کار باید توانایی سلول را برای تبدیل شدن به سلول های استخوانی از بین ببرد. این سلول ها، باید به احتمال زیاد به سلولهای چربی تبدیل شوند. در عوض دکتر Sen نشان داد که اکتین وارد هسته ی سلول های بنیادی شده، و در آنجا اثر شگفت آوری در القای سلول برای تبدیل شدن به استئوبلاست بر جا می گذارد.

دکتر روبین گفت: اولین واکنش من این بود: “به هیچ وجه، این نتایج باید اشتباه باشد”، این نتایج درست برخلاف تمام مطالبی است که در مقالات علمی عنوان شده است. اما تیم دکتر روبین با آزمایشات گسترش نقش اکتین در هسته را کشف کردند.  آنها دریافتند که با ورود و باقی ماندن اکتین در هسته ، بیان ژنها به طریقی تغییر می کند که باعث تبدیل این سلولها به استئوبلاست می شود.

روبین گفت: شگفت آور بود، ما متوجه شدیم که اکتین ساختاری را درون هسته می سازد که سبب روشن شدن برنامه ی ژنتیکی استخوان سازی می گردد. اگر ما اسکلت سلولی را از بین ببریم و اجازه ندهیم که اکتین وارد هسته شود، مقدار کمی اکتین فقط در سیتوپلاسم برجا می ماند و سلول های بنیادی به سلولهای استخوانی تبدیل نمی شوند.

تیم روبین پس از آن به مطالعه ی یک مدل موش پرداختند، آنها با استفاده از موش زنده نشان دادند که cytochalasin D  تشکیل استخوان را در موش القا می کند.

تشکیل استخوان در موش با آنچه در انسان مشاهده می شود، تفاوت زیادی ندارد، بنابراین این تحقیق ممکن است قابل ترجمه برای انسان باشد. در حالی که cytochalasin D ممکن است یک عامل واقعی برای دانشمندان در تشکیل استخوان بصورت بالینی نباشد، مطالعه ی تیم  دکترروبین نشان داد که تحریک انتقال اکتین به هسته ی سلول ممکن است یک راه خوب برای القا تبدیل سلول های بنیادی مزانشیمی به سلول های استخوان باشد.

منبع و سایت:

Buer Sen, Zhihui Xie, Gunes Uzer, William R. Thompson, Maya Styner, Xin Wu, Janet Rubin. Intranuclear Actin Regulates Osteogenesis. STEM CELLS, 2015; 33 (10): 3065 DOI: 10.1002/stem.2090

www.sciencedaily.com/releases/2015/11/151116143212.htm