يمكن للخلايا الجذعية العضلية القديمة أن تعمل كشباب مرة أخرى، ولكن هناك مشكلة

غالبًا ما يعني التقدم في السن التعافي بشكل أبطأ من إصابات العضلات، لكن ربما اكتشف العلماء سببًا مهمًا وراء ذلك.

وجدت دراسة جديدة من جامعة كاليفورنيا، أجريت على الفئران، أن الخلايا الجذعية العضلية المتقادمة تقوم ببناء مستويات عالية من البروتين الذي يبطئ قدرتها على البدء في العمل وإصلاح الأنسجة التالفة. وفي الوقت نفسه، يبدو أن هذا البروتين يساعد الخلايا على تحمل الظروف الصعبة الموجودة في العضلات التي تعاني من الشيخوخة.

البحث الذي نشر في المجلة علومويشير إلى أن بعض التغيرات البيولوجية المرتبطة بالشيخوخة قد لا تكون مجرد علامات على التراجع. وبدلا من ذلك، قد تكون بمثابة تكيفات وقائية تساعد الخلايا على البقاء.

وقال الدكتور توماس راندو، كبير مؤلفي الدراسة ومدير مركز إيلي وإديث للطب التجديدي وأبحاث الخلايا الجذعية بجامعة كاليفورنيا: “لقد قادنا هذا إلى طريقة جديدة للتفكير في الشيخوخة”.

“إنه أمر غير بديهي، لكن الخلايا الجذعية التي تنجو من الشيخوخة قد تكون في الواقع أقل الخلايا وظيفية. فهي لا تبقى على قيد الحياة لأنها الأفضل في وظيفتها، ولكن لأنها الأفضل في البقاء على قيد الحياة. وهذا يعطينا عدسة مختلفة تمامًا لفهم سبب تراجع الأنسجة مع تقدم العمر.”

البروتين مرتبط بإصلاح العضلات البطيئة

قام الباحثون، بقيادة باحثي ما بعد الدكتوراه، جينجمين كانج ودانيال بنجامين، بمقارنة الخلايا الجذعية العضلية المأخوذة من الفئران الصغيرة والكبيرة. ووجدوا أن مستويات البروتين المعروف باسم NDRG1 ترتفع بشكل كبير مع تقدم العمر، لتصل إلى تركيزات أعلى بمقدار 3.5 مرة في الخلايا الأكبر سنا.

يعمل NDRG1 مثل الفرامل داخل الخلية. إنه يمنع مسار الإشارة المسمى mTOR، والذي يساعد عادةً في تحفيز تنشيط الخلايا ونموها.

ولتحديد ما إذا كان NDRG1 يساهم في إبطاء تعافي العضلات، قام العلماء بدراسة الفئران التي تقدمت في العمر بشكل طبيعي بما يعادل 75 سنة بشرية تقريبًا. عندما قاموا بمنع نشاط NDRG1، استعادت الخلايا الجذعية العضلية الأقدم بسرعة سلوك الشباب، وأصبحت أكثر نشاطًا وتحسن إصلاح العضلات بعد الإصابة.

لكن التحسن جاء مع عيب. وبدون التأثيرات الوقائية التي يوفرها NDRG1، بقي عدد أقل من الخلايا الجذعية على قيد الحياة مع مرور الوقت. ونتيجة لذلك، أصبحت الأنسجة أقل قدرة على التجدد بعد الإصابات المتكررة.

البقاء مقابل الأداء

قال راندو، وهو أيضًا أستاذ علم الأعصاب في كلية ديفيد جيفن للطب بجامعة كاليفورنيا: “فكر في الأمر مثل عداء الماراثون مقابل العداء”. “الخلايا الجذعية في الحيوانات الصغيرة شديدة الأداء – فهي جيدة حقًا في ما تفعله، أي الركض، ولكنها ليست جيدة على المدى الطويل. يمكنها اجتياز سباق 100 ياردة، لكنها لا تستطيع الوصول حتى إلى منتصف الطريق خلال الماراثون. وعلى النقيض من ذلك، فإن الخلايا الجذعية المسنة تشبه عدائي الماراثون – أبطأ في الاستجابة، ولكنها مجهزة بشكل أفضل لمسافات طويلة. ومع ذلك، فإن ما يجعلها ماهرة للغاية في المسافات الطويلة هو بالضبط ما يجعلها فقيرة في الركض.”

وأكد الباحثون نتائجهم باستخدام عدة طرق مختلفة. وقاموا بفحص الخلايا الجذعية العضلية من الفئران الصغيرة والكبيرة في المزارع المختبرية وكذلك في الأنسجة الحية.

وعبر هذه التجارب، ظل النمط ثابتًا. أدت المستويات الأعلى من NDRG1 إلى تقليل قدرة الخلايا على تنشيط وإصلاح العضلات بسرعة، مع زيادة مرونتها وبقائها على المدى الطويل.

تحيز البقاء الخلوي

وفقًا للباحثين، فإن الارتفاع في NDRG1 قد يكون مدفوعًا بما وصفوه بـ “تحيز البقاء الخلوي” – حيث تختفي الخلايا الجذعية التي لا تحتوي على ما يكفي من NDRG1 بمرور الوقت، تاركة وراءها مجموعة تعيش بشكل أفضل ولكنها تعمل بشكل أبطأ.

وقال راندو: “بعض التغييرات المرتبطة بالعمر والتي تبدو ضارة – مثل إصلاح الأنسجة البطيئة – قد تكون في الواقع تنازلات ضرورية تمنع شيئًا أسوأ: الاستنفاد الكامل لمجمع الخلايا الجذعية”.

ويقارن الباحثون هذه الظاهرة بالمقايضات التي تظهر في جميع أنحاء الطبيعة. أثناء الظروف الصعبة مثل الجفاف أو المجاعة أو البرد الشديد، غالبًا ما تقوم الحيوانات بتحويل الموارد نحو آليات البقاء مثل السبات بدلاً من التكاثر. قد تقوم الخلايا الجذعية العضلية بشيء مماثل مع تقدم العمر، حيث توجه الموارد بعيدًا عن دورها الإنجابي (صنع المزيد من الخلايا) ونحو البقاء.

وقال راندو: “تعيش الأنواع لأنها تتكاثر، ولكن في أوقات الحرمان، تلجأ الحيوانات إلى برامج المرونة الخاصة بها”. “هناك الكثير من الأمثلة في الطبيعة على تخصيص الموارد للبقاء على قيد الحياة في أوقات التوتر. وهذا يتماشى تمامًا مع ما نراه على المستوى الخلوي.”

الآثار المترتبة على علاجات الشيخوخة في المستقبل

يمكن أن تساعد النتائج في توجيه الجهود المستقبلية لتطوير علاجات تعمل على تحسين إصلاح الأنسجة مع الحفاظ على بقاء الخلايا الجذعية. ومع ذلك، يحذر راندو من أن تعزيز جانب واحد من وظيفة الخلايا الجذعية قد يأتي بعواقب غير مقصودة.

“لا يوجد غداء مجاني. يمكننا تحسين وظيفة الخلايا المتقدمة في السن لفترة من الوقت، بالنسبة لأنسجة معينة، ولكن في كل مرة نقوم بذلك، ستكون هناك تكلفة محتملة وجانب سلبي محتمل.”

ويخطط الفريق لمواصلة دراسة الآليات الجزيئية التي تحدد كيفية موازنة الخلايا الجذعية بين البقاء والأداء أثناء الشيخوخة.

وقال راندو: “يشبه هذا الجين مدخلنا الذي فتحناه لفهم ما الذي يتحكم في هذه المقايضات التي تعتبر بالغة الأهمية، ليس فقط لتطور الأنواع ولكن أيضًا لشيخوخة الأنسجة داخل الفرد”.

جاء تمويل الدراسة من المعاهد الوطنية للصحة، ومؤسسة نوميس، ومؤسسة أبحاث درب التبانة، ومؤسسة هيفوليوشن، ومؤسسة البحوث الوطنية الكورية.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily