مکانیسم محافظتی حیاتی کشف شد

فرادید| سلول‌هایی که دچار مرگ سلولی می‌شوند از همسایگان خود برای حفظ یکپارچگی بافت محافظت می‌کنند. برای امکان تجدید بافت، بافت‌های انسان به طور مداوم میلیون‌ها سلول را از بین می‌برد، بدون اینکه یکپارچگی، شکل و اتصال بافت را به خطر بیندازد. مکانیسم‌های مربوط به حفظ این یکپارچگی ناشناخته مانده است.

به گزارش فرادید؛ دانشمندان از انستیتو پاستور و CNRS اخیراً فرایند جدیدی را کشف کرده اند که به سلول‌های از بین رفته اجازه می‌دهد همسایگان خود را به طور موقت از مرگ سلولی محافظت کنند و در نتیجه یکپارچگی بافت را حفظ کنند. این مکانیسم محافظتی امری حیاتی است و در صورت ایجاد اختلال می‌تواند منجر به قطع ارتباط موقتی شود. دانشمندان مشاهده کردند که وقتی مکانیسم غیرفعال می‌شود، حذف همزمان چندین سلول همسایه یکپارچگی بافت را به خطر می‌اندازد. این عدم صداقت می‌تواند مسئول التهاب مزمن باشد. نتایج تحقیق در ۲ ژوئن ۲۰۲۱ در مجله Developmental Cell منتشر شد.

اپی تلیای انسانی بافت‌هایی است که در چندین قسمت از بدن (مانند اپیدرم و مخاط داخلی) یافت می‌شود. آن‌ها از لایه‌هایی از سلول‌های مجاور تشکیل شده اند که به عنوان یک مانع فیزیکی و شیمیایی عمل می‌کنند. این نقش به طور مداوم توسط محیط خارج و یا تجدید آن‌ها مورد آزمایش قرار می‌گیرد. تجدید بافت شامل تشکیل سلول‌های جدید توسط تقسیم سلولی و از بین بردن سلول‌های مرده است. مکانیسم‌هایی که توانایی اپی تیلیا را برای حفظ یکپارچگی خود در زمینه‌های مربوط به تعداد زیادی سلول از بین رفته تنظیم می‌کنند، علی رغم این واقعیت که این وضعیت به طور منظم در طول جنین زایی یا نگهداری از بافت‌های بالغ رخ می‌دهد، هنوز درک نشده است. به عنوان مثال، بیش از ده میلیارد سلول می‌تواند هر روز در روده بزرگسالان از بین برود. چگونه این از بین بردن‌ها برای حفظ یکپارچگی و اتصال بافت انجام می‌شود؟

دانشمندان از انستیتو پاستور و CNRS برای شناسایی مکانیسم‌های مربوط به یکپارچگی اپیتلیال و شرایطی که می‌توانند بر اتصال اپیتلیال تأثیر بگذارند با استفاده از Drosophila (یا مگس سرکه)، ارگانیسم موجود در آزمایشگاه با معماری اپیتلیال مشابه با انسان، تعیین کردند.

با استفاده از نشانگر‌های فلورسنت حساس به پروتئین، تیم تحقیق نشان داد که وقتی سلول از بین می‌رود، مسیر EGFR-ERK - یک مسیر سیگنال فعال سازی سلول شناخته شده به دلیل دخالت در تنظیم بقای سلول - به طور موقت در سلول‌های همسایه فعال می‌شود. دانشمندان مشاهده کردند که فعال شدن مسیر EGFR-ERK حدود یک ساعت از سلول‌های همسایه از مرگ سلول محافظت می‌کند و در نتیجه از حذف همزمان گروهی از سلول‌ها جلوگیری می‌کند. رومین لوایر، رئیس واحد مرگ سلول و اپوستلیوم هموستاز در انستیتو پاستور اظهار داشت: "ما قبلاً می‌دانستیم که این مسیر نقش مهمی در تنظیم بقای سلول در بافت اپیتلیال دارد، اما از مشاهده چنین پویایی محافظی بین سلول‌ها متعجب شدیم. "

تحقیقات دانشمندان همچنین نشان می‌دهد که مهار این مکانیسم محافظتی تأثیر شدیدی بر بافت اپیتلیال دارد: از بین بردن سلول، تصادفی می‌شود و سلول‌های همسایه می‌توانند به طور همزمان حذف شوند، که منجر به از دست دادن اتصال مکرر می‌شود. دوقتی مسیر EGFR-ERK عمداً مهار نشود، از بین بردن گروه‌های سلول‌های همسایه در شرایط طبیعی هرگز در بافت اپیتلیال مشاهده نمی‌شود، حتی اگر تعداد زیادی سلول از بین بروند.

با استفاده از یک ابزار جدید ژنتیکی که می‌تواند مرگ سلولی را در زمان و مکان کنترل کند و مکانیسم محافظ را دور بزند. دانشمندان تایید کردند که با از بین بردن همزمان سلول‌های همسایه، یکپارچگی اپیتلیال به خطر می‌افتد. با کمال تعجب، بافت اپیتلیال به توزیع فضایی سلول‌های از بین رفته بسیار حساس است. اگرچه فقط سه سلول همسایه از بین برود، اگرچه می‌تواند از بین بردن تعداد زیادی سلول را تحمل کند، اما یکپارچگی اپی تلیال تحت تأثیر قرار می‌گیرد.

مشاهدات دانشمندان تأیید می‌کنند که بافت‌ها باید مکانیزم‌هایی را برای جلوگیری از از بین بردن سلول‌های همسایه ایجاد کنند. رومن لوایر می‌گوید: "این مشاهدات از آنجا که توانایی خود سازمان دهی باورنکردنی بافت‌های بیولوژیکی را نشان می‌دهد، از اهمیت برخوردار است و این ویژگی‌ها را قادر می‌سازد در برابر شرایط استرس زا مقاومت کنند؛ بنابراین نیازی به رسانا نیست که در کجا و چه زمانی سلول‌ها بمیرند. همه چیز مبتنی بر ارتباطات کاملاً محلی بین سلول‌های همسایه است. "

به نظر می‌رسد که این فرایند در طی تکامل حفظ شده است. همان مکانیسم محافظتی مبتنی بر فعال سازی محلی EGFR-ERK توسط گروه تحقیقاتی به رهبری اولیویه پرتز در دانشگاه برن در سوئیس به طور مستقل در رده‌های سلول‌های انسانی کشف شد (نتایج در همان ژورنال منتشر شده است). نتایج مطالعه دیگر نشان می‌دهد که مکانیزم محافظتی بین گونه‌هایی که صد‌ها میلیون سال از یکدیگر جدا شده اند، حفظ شده است، که نشان می‌دهد مکانیسم نسبتاً جهانی است.

تحقیقات آینده نشان خواهد داد که آیا ایجاد اختلال در این مکانیسم هماهنگی مرگ سلولی و از دست دادن مکرر اتصال در بافت اپیتلیال می‌تواند یکی از ریشه‌های التهاب مزمن باشد، پدیده‌ای که مسئول بیماری‌های مختلفی است که در حال حاضر از علل اصلی مرگ در سراسر جهان است.

منبع: Scitechdaily.com