خلاصه‌سازی سلول‌های زامبی؛ روش نوین محققان برای مبارزه با روند پیری

با افزایش سن، تجمع سلول‌های آسیب‌دیده در بدن به‌جای مرگ، در بافت‌ها باقی می‌مانند و با ترشح مواد التهاب‌زا به اندام‌ها صدمه می‌زنند. محققان این سلول‌ها را «سلول‌های زامبی» نامگذاری کرده و بر این باورند که انباشت آنان ممکن است در بروز بیماری‌های مرتبط با سن مانند اختلالات قلبی و زوال عقل تأثیرگذار باشد. تحقیقات جدید نشان می‌دهند که تقویت توانایی سیستم ایمنی جهت پاک‌سازی این سلول‌ها امکان دارد برخی از اثرات پیری را کاهش دهد.

به نقل از لایوساینس، محققان در سال‌های اخیر به بررسی روش‌های متعدد برای نابودی سلول‌های پیر پرداخته‌اند. یکی از این شیوه‌ها، استفاده از داروهای موسوم به «سنولیتیک» است که سلول‌های آسیب‌دیده را به مرگ برنامه‌ریزی‌شده وادار می‌کنند. آزمایش‌های انجام شده بر روی حیوانات نشان داده‌اند که چنین داروهایی می‌توانند التهاب را کاهش دهند و کارایی برخی از بافت‌ها را بهبود بخشند. اما، گروهی از دانشمندان در پی یافتن راه‌حلی دیگر هستند: بازگرداندن توانایی طبیعی سیستم ایمنی جهت حذف سلول‌های پیر.

بدن انسان به‌طور مداوم در حال شناسایی و حذف سلول‌های فرسوده و مرده است. بخشی از این فرآیند به سلول‌های ایمنی به نام «ماکروفاژ» مربوط می‌شود. این سلول‌ها با شناسایی سیگنال‌های شیمیایی روی سطح سلول‌های در حال مرگ، آن‌ها را بلعیده و تجزیه می‌کنند.

اما همه‌ی سلول‌های آسیب‌دیده نابود نمی‌شوند. برخی از آن‌ها به‌دلیل عواملی همچون آسیب DNA، استرس اکسیداتیو یا تقسیم‌های مکرر، توانایی تکثیر خود را از دست داده و وارد مرحله‌ای به نام «پیری سلولی» می‌شوند.

روئل د مایر، ایمنی‌شناس دانشگاه آکسفورد، بیان می‌کند که انباشت تعداد زیادی سلول‌های پیر در بافت معمولاً نشان‌دهنده‌ی یک وضعیت نامطلوب است. او معتقد است که جوان‌سازی سیستم ایمنی می‌تواند به رفع بسیاری از مشکلات ناشی از پیری کمک کند.

یکی از نتایج مهم تحقیقات اخیر به گیرنده‌ای به نام EP2 اشاره دارد که بر روی سطح ماکروفاژها قرار دارد. مطالعه‌ای که در ماه ژوئیه در مجله‌ی Science منتشر شد، نشان می‌دهد که با بالا رفتن سن، تعداد این گیرنده‌ها در ماکروفاژها افزایش یافته و توانایی آن‌ها برای پاک‌سازی سلول‌های پیر کاهش می‌یابد.

پژوهشگران برای بررسی نقش این گیرنده، آن را به‌طور ژنتیکی در موش‌های آزمایشگاهی حذف کردند. این اقدام منجر به این شد که ماکروفاژها مجدداً توانستند سلول‌های پیر را بهتر نابود کنند.

موش‌های اصلاح‌شده نسبت به موش‌های معمولی هم‌سن خود، التهاب کمتری داشتند و نشانه‌های تحلیل عضلانی، اختلال عملکرد قلب و کاهش توانایی شناختی در آن‌ها کمتر بود. حتی عملکرد حافظه‌ی آنان در برخی آزمایش‌ها، نظیر تشخیص اشیای آشنا، شبیه به موش‌های جوان‌تر بود.

پژوهشگران بر این باورند که این یافته‌ها می‌تواند توضیحی برای ارتباط میان پیری دستگاه ایمنی و کاهش کارایی اندام‌های مختلف باشد.

گروهی از محققان در دانشگاه استنفورد به رهبری کاترین آندریاسون در سال ۲۰۲۱ دریافتند که افزایش فعالیت گیرنده‌ی EP2، نحوه‌ی مصرف انرژی در ماکروفاژها را تغییر می‌دهد.

ماکروفاژهای جوان برای انجام وظایف خود گلوکز را می‌سوزانند و انرژی تولید می‌کنند. اما با افزایش فعالیت EP2، این سلول‌ها به‌جای مصرف گلوکز، آن را ذخیره می‌کنند و در نهایت انرژی لازم برای بلعیدن سلول‌های فرسوده را از دست می‌دهند.

آندریاسون توضیح می‌دهد که بلعیدن سلول‌ها فرایندی بسیار نیازمند انرژی است. به همین دلیل، اختلال در متابولیسم ماکروفاژها می‌تواند به‌شدت توانایی آن‌ها در پاک‌سازی را کاهش دهد.

ارتباط بین این مسیر بیولوژیکی و بیماری‌های مرتبط با پیری از دیرباز مورد توجه محققان قرار داشته است. به عنوان مثال، یک مطالعه در سال ۲۰۰۱ نشان داد افرادی که بالای ۵۵ سال سن داشتند و حداقل به مدت دو سال به‌طور منظم از داروهای مهارکننده‌ی پروستاگلاندین استفاده کرده بودند، کمتر به زوال عقل مبتلا شده بودند. با این حال، این ارتباط به معنای اثبات اثر پیشگیری کننده‌ی داروها نیست.

تحقیقات بعدی نشان داده‌اند که مهار EP2 می‌تواند مصرف طبیعی انرژی در ماکروفاژها را بازگرداند و در موش‌های پیر با کاهش التهاب و بهبود عملکرد شناختی همراه باشد.

ضعف ماکروفاژها تنها دلیل انباشت سلول‌های پیر نمی‌باشد. برخی از این سلول‌ها با به‌کارگیری مکانیسم‌های دفاعی، خود را از دید سیستم ایمنی پنهان می‌سازند.

یکی از این مکانیسم‌ها به پروتئینی به نام CD47 مرتبط است. این پروتئین بر سطح سلول‌های زنده موجود است و پیام «مرا نخور» را به ماکروفاژها ارسال می‌کند تا سلول‌های سالم به‌اشتباه نابود نشوند.

محققان مؤسسه‌ی ماکس پلانک در مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۳ دریافته‌اند که این پیام در سلول‌های پیر تقویت می‌شود. تماس ماکروفاژها با این سلول‌ها می‌تواند عملکرد آن‌ها را مختل کند به طوری که حتی قادر به پاک‌سازی سلول‌های مرده‌ی عادی نیز نباشند.

محققان به‌جای آن، آنزیمی را شناسایی کرده‌اند که پروتئین CD47 را در سلول‌های پیر تغییر می‌دهد. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که مهار این آنزیم می‌تواند از اختلال عملکرد ماکروفاژها جلوگیری کند و احتمالاً یک روش هدفمندتر برای شناسایی سلول‌های زامبی باشد.

همچنین، مطالعه اخیر گروه آندریاسون مشخص کرد که در موش‌های پیر، نوعی از سلول‌های ایمنی به نام نوتروفیل‌ها نیز وارد وضعیت پیری سلولی می‌شوند و در بافت‌ها انباشته می‌شوند. نوتروفیل‌ها معمولاً فقط چند روز عمر دارند، اما اختلال عملکرد ماکروفاژها مانع پاک‌سازی صحیح آن‌ها خواهد شد. از آنجایی که این سلول‌ها می‌توانند التهاب شدیدی به وجود آورند، انباشت آن‌ها می‌تواند به آسیب‌های وسیع‌تری در بافت‌ها منجر شود.

با این که نتایج آزمایش‌های حیوانی بسیار امیدوارکننده بوده‌اند، تبدیل این یافته‌ها به درمانی ایمن و مؤثر برای انسان‌ها همچنان با چالش‌های زیادی مواجه است.

موش‌های آزمایشگاهی معمولاً از لحاظ ژنتیکی بسیار مشابه یکدیگر هستند و در شرایط محیطی کنترل‌شده زندگی می‌کنند. در حالی که انسان‌ها از تنوع ژنتیکی، سبک زندگی و عوامل محیطی برخوردارند که می‌توانند بر نتایج درمان تأثیر بگذارد.

داروهای مهارکننده‌ی EP2 عمدتاً در زمینه‌ی درمان سرطان مورد بررسی قرار گرفته و اطلاعات محدودی درباره‌ی اثرات بلندمدت آن‌ها بر پیری انسان‌ها وجود دارد. روش‌های مبتنی بر هدف‌گیری CD47 نیز هنوز در مراحل ابتدایی تحقیق قرار دارند.

آندریاسون بیان می‌کند که مهار EP2 در آزمایش‌های گروه او در موش‌ها عوارض جانبی مشهودی نداشته است، اما برای حصول اطمینان از ایمنی و اثربخشی این روش، انجام پژوهش‌های انسانی ضروری است.

هدف این تحقیقات متوقف کردن کامل پیری نیست، بلکه کاهش آسیب‌های ناشی از تجمع سلول‌های فرسوده و افزایش دوره‌هایی از زندگی است که افراد بدون ابتلا به بیماری‌ها و ناتوانی‌های سنین بالا زندگی کنند. در حال حاضر هیچ‌یک از این روش‌ها به‌عنوان درمان ضدپیری برای انسان‌ها تأیید نشده و نتایج تحقیقات حیوانی به‌خودی‌خود، برای توصیه به مصرف دارو کافی نیست.