نجح العلماء في عكس شيخوخة العضلات لدى الفئران واكتشفوا اكتشافًا مفاجئًا

تشفى العضلات المتقدمة في السن بشكل أبطأ بعد الإصابة، وهي حقيقة محبطة مألوفة لكثير من كبار السن.

يشير بحث جديد أجرته جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، والذي أُجري على الفئران، إلى تفسير مثير للدهشة. مع تقدم العضلات في السن، تقوم الخلايا الجذعية ببناء مستويات عالية من البروتين الذي يجعلها أبطأ في تشغيل الأنسجة التالفة وإصلاحها. وفي الوقت نفسه، يساعد هذا البروتين نفسه الخلايا على البقاء لفترة أطول في البيئة الأكثر إجهادًا للعضلات الأكبر سنًا.

الدراسة التي نشرت في المجلة علومويشير إلى أن بعض التغيرات البيولوجية المرتبطة بالشيخوخة قد لا تكون مجرد تراجع ضار. وبدلاً من ذلك، قد تكون مبنية على استراتيجيات 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 الذي يبطئ إصلاح العضلات مع تقدم العمر

قام فريق البحث، بقيادة باحثي ما بعد الدكتوراه، جينجمين كانج ودانيال بنجامين، بمقارنة الخلايا الجذعية العضلية من الفئران الصغيرة والكبيرة. ووجدوا أن البروتين المسمى NDRG1 يزداد بشكل حاد مع تقدم العمر، حيث يصل إلى مستويات أعلى بمقدار 3.5 مرة في الخلايا الأكبر سنا منها في الخلايا الأصغر سنا. يعمل NDRG1 مثل الفرامل داخل الخلية. إنه يثبط مسار الإشارات المعروف باسم mTOR، والذي يدفع الخلايا عادة إلى تنشيط الأنسجة ونموها وإصلاحها.

ولتحديد ما إذا كان NDRG1 مسؤولاً عن شفاء أبطأ، سمح العلماء للفئران بالتقدم في السن بشكل طبيعي إلى ما يعادل حوالي 75 سنة بشرية. ثم قاموا بحظر نشاط NDRG1. وبمجرد تثبيط هذا البروتين، بدأت الخلايا الجذعية العضلية الأقدم تتصرف مثل الخلايا الشابة. لقد تم تنشيطهم بسرعة أكبر وإصلاح العضلات المصابة بشكل أسرع.

التجديد يأتي مع مقايضة

كان هناك الجانب السلبي. عندما تم حظر NDRG1، بقي عدد أقل من الخلايا الجذعية العضلية على قيد الحياة مع مرور الوقت. ونتيجة لذلك، انخفضت قدرة العضلات على التجدد بعد الإصابات المتكررة.

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 الفريق نتائجهم باستخدام عدة طرق مختلفة. وقاموا بدراسة الخلايا الجذعية العضلية من الفئران الصغيرة والكبار في أطباق المختبر وداخل الأنسجة الحية. عبر التجارب، كان النمط ثابتا. أدت المستويات الأعلى من NDRG1 إلى إبطاء تنشيط الخلايا الجذعية وإصلاح العضلات، ولكنها أيضًا عززت بقاء الخلايا على المدى الطويل.

تحيز البقاء الخلوي في الشيخوخة

يقترح الباحثون أن ارتفاع مستويات NDRG1 يعكس ما يسمونه “تحيز البقاء الخلوي”. بمرور الوقت، تكون الخلايا الجذعية التي تفشل في إنتاج ما يكفي من NDRG1 أكثر عرضة للموت. يتكون السكان المتبقيون من خلايا أبطأ في العمل ولكنها أكثر قدرة على تحمل ضغوط الشيخوخة.

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”.

يقارن راندو هذا التحول بمقايضات البقاء التي نراها في الطبيعة. في الظروف القاسية مثل الجفاف أو المجاعة أو درجات الحرارة المتجمدة، تقوم الحيوانات بتنشيط برامج المرونة مثل السبات بدلاً من استثمار الطاقة في التكاثر. وبالمثل، يبدو أن الخلايا الجذعية المسنة تعمل على تحويل الموارد بعيدًا عن إنتاج خلايا جديدة ونحو برامج البقاء على قيد الحياة أثناء تعاملها مع التوتر.

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 العلاجات المضادة للشيخوخة

قد توجه هذه النتائج العلاجات المستقبلية المصممة لتعزيز تجديد العضلات لدى كبار السن. ومع ذلك، يحذر راندو من أن زيادة أداء الخلايا الجذعية قد يكون له ثمن. “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 كيفية التحكم في هذا التوازن بين البقاء والتجدد على المستوى الجزيئي.

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”.

تم تمويل الدراسة من قبل المعاهد الوطنية للصحة، ومؤسسة NOMIS، ومؤسسة أبحاث درب التبانة، ومؤسسة هيفوليوشن، ومؤسسة البحوث الوطنية الكورية.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily