سرنخی تازه برای مقابله با بیماری‌های پیری کشف شد

پژوهشگران در مطالعه‌ای جدید دریافته‌اند که فرآیند پیری ممکن است با یک بازآرایی اساسی و کمتر شناخته‌شده در ساختار داخلی سلول‌ها آغاز شود، تغییری که می‌تواند زمینه‌ساز بروز بیماری‌های مزمن مرتبط با افزایش سن از جمله سرطان، دیابت و آلزایمر باشد.

به گزارش ساینس دیلی، با وجود آنکه پیشرفت‌های بهداشتی و پزشکی باعث افزایش طول عمر انسان‌ها شده است بسیاری از افراد سال‌های بیشتری از زندگی خود را با بیماری‌های مزمن سپری می‌کنند. همین موضوع دانشمندان را به جست‌وجوی سازوکار‌های بنیادی پیری واداشته است تا شاید بتوان میان پیری و بیماری تمایز قائل شد و دوران سالمندی سالم‌تری را رقم زد.

در همین راستا تیمی به سرپرستی کریس برکویتز استادیار زیست‌شناسی سلولی و تکوینی، در پژوهشی که نتایج آن در نشریه معتبر Nature Cell Biology منتشر شده نوعی پاسخ ناشناخته سلول‌ها به فرآیند پیری را شناسایی کرده‌اند.

بازسازی یک اندامک حیاتی در سلول

محققان دریافتند که سلول‌ها با افزایش سن به‌طور فعال ساختار شبکه آندوپلاسمی یا ER (Endoplasmic Reticulum) را بازسازی می‌کنند. این اندامک یکی از بزرگ‌ترین و پیچیده‌ترین ساختار‌های درون سلول است و نقش مهمی در تولید پروتئین‌ها و چربی‌ها ایفا می‌کند.

این بازآرایی از طریق فرآیندی به نام ER-phagy انجام می‌شود؛ مکانیسمی که طی آن بخش‌های خاصی از شبکه آندوپلاسمی به‌صورت انتخابی تجزیه و حذف می‌شوند. از آنجا که این فرآیند مستقیما با پیری مرتبط به نظر می‌رسد دانشمندان معتقدند می‌تواند به هدفی جدید برای توسعه دارو‌های مقابله با بیماری‌های مرتبط با سالمندی از جمله بیماری‌های عصبی و اختلالات متابولیک تبدیل شود.

اهمیت نحوه سازمان‌دهی اجزای سلول

برکویتز توضیح می‌دهد که مطالعات پیشین عمدتا بر تغییر میزان اجزای مختلف سلولی در دوران پیری متمرکز بودند، اما تیم او به جنبه‌ای متفاوت پرداخته است: اینکه افزایش سن چگونه نحوه چیدمان و سازمان‌دهی این اجزا را در معماری پیچیده درون سلول تغییر می‌دهد.

به گفته او عملکرد مناسب سلول تنها به داشتن تجهیزات و مولکول‌های لازم وابسته نیست بلکه نحوه قرارگیری و سازمان‌دهی آنها نیز اهمیت حیاتی دارد. وی سلول را به کارخانه‌ای تشبیه می‌کند که برای تولید محصولات پیچیده باید ماشین‌آلات خود را به شکل بهینه سازمان‌دهی کند. در صورت برهم خوردن این نظم کارایی تولید به شدت کاهش می‌یابد.

شبکه آندوپلاسمی مرکز تولید سلول

شبکه آندوپلاسمی ساختاری گسترده از لوله‌ها و صفحات به‌هم‌پیوسته است که به عنوان یکی از مهم‌ترین مراکز تولید پروتئین‌ها و لیپید‌ها در سلول عمل می‌کند. این ساختار همچنین در سامان‌دهی سایر اجزای سلولی نقش کلیدی دارد.

با وجود اهمیت بالای این اندامک تاکنون اطلاعات اندکی درباره نحوه تغییرات آن در طول عمر موجودات زنده وجود داشت.

بخشی ناشناخته از پازل پیری

اریک دوناهیو، نویسنده اول این مطالعه درباره اهمیت یافته‌های جدید می‌گوید: ما فقط یک قطعه جدید به پازل پیری اضافه نکردیم بلکه بخشی کامل از این پازل را کشف کردیم که پیش از این تقریبا دست‌نخورده باقی مانده بود.

برای بررسی این موضوع پژوهشگران از روش‌های پیشرفته ژنتیکی و همچنین میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی استفاده کردند تا ساختار شبکه آندوپلاسمی را در کرم‌های شفاف Caenorhabditis elegans، یکی از مدل‌های رایج تحقیقات پیری مورد مطالعه قرار دهند. این کرم‌ها به دلیل طول عمر کوتاه و بدن شفاف خود امکان مشاهده مستقیم تغییرات سلولی در طول فرآیند پیری را فراهم می‌کنند.

کاهش چشمگیر بخش تولیدکننده پروتئین

نتایج نشان داد که با افزایش سن، بخش زبر شبکه آندوپلاسمی که مسئول تولید پروتئین‌ها است به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. در مقابل بخش لوله‌ای این ساختار که بیشتر با تولید چربی‌ها و لیپید‌ها مرتبط است تغییرات بسیار محدودتری را تجربه می‌کند.

این یافته با بسیاری از نشانه‌های شناخته‌شده پیری همخوانی دارد از جمله کاهش توانایی سلول‌ها در حفظ سلامت پروتئین‌ها و همچنین تغییرات متابولیکی که می‌توانند باعث تجمع چربی در بخش‌های مختلف بدن شوند.
البته پژوهشگران تاکید می‌کنند که برای اثبات ارتباط مستقیم این تغییرات با مشکلات متابولیکی و سایر پیامد‌های پیری تحقیقات بیشتری لازم است.

نقش مستقیم ER-phagy در طول عمر

مطالعه همچنین نشان داد که سلول‌ها برای بازسازی شبکه آندوپلاسمی در دوران پیری به فرآیند ER-phagy وابسته هستند. یافته‌ها حاکی از آن است که این مکانیسم نه‌تنها با طول عمر ارتباط دارد بلکه به‌طور فعال از پیری سالم حمایت می‌کند.

آیا این تغییرات آغازگر بیماری‌های دوران سالمندی هستند؟

محققان اکنون قصد دارند نقش بخش‌های مختلف شبکه آندوپلاسمی را در تنظیم سوخت‌وساز سلولی و عملکرد کل بدن بررسی کنند. از آنجا که این اندامک در سازمان‌دهی بسیاری از اجزای دیگر سلول نقش دارد تغییرات وابسته به سن در آن می‌تواند پیامد‌های گسترده‌ای برای کل ساختار سلولی داشته باشد.

برکویتز می‌گوید: تغییرات شبکه آندوپلاسمی نسبتا در مراحل اولیه فرآیند پیری رخ می‌دهند. یکی از هیجان‌انگیزترین جنبه‌های این کشف آن است که این تغییرات ممکن است جرقه‌ای برای زنجیره‌ای از اختلالات بعدی باشند، اختلالاتی که در نهایت به کاهش عملکرد سلول‌ها و بروز بیماری منجر می‌شوند.

به باور پژوهشگران اگر بتوان عامل آغازکننده این بازآرایی سلولی را شناسایی کرد در آینده شاید بتوان از وقوع زنجیره رویداد‌هایی که به پیری ناسالم و بیماری‌های مزمن منتهی می‌شوند جلوگیری کرد؛ دستاوردی که می‌تواند مسیر تازه‌ای برای افزایش سال‌های سالم زندگی انسان‌ها بگشاید.