آستروسیت ها وبیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS)

بازدیدها: ۱۴

در بیماران مبتلا به ALS، آستروسیت‌های درون مغز، پیش التهابی می‌شوند و تمایل دارند عملکرد محافظتی خود را از دست بدهند و در نتیجه توانایی جذب گلوتامات را تغییر می‌دهند.

دانشمندان مؤسسه فرانسیس کریک تغییرات مضری را در سلول‌های پشتیبان به نام آستروسیت‌ها در بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) در دو نشریه Brain  وGenome Research نشان داده‌اند.

ALS که به عنوان بیماری نورون حرکتی نیز شناخته می شود، یک بیماری دژنراتیو سیستم عصبی است که به سرعت در حال پیشرفت است، به این معنی که بیماران قدرت، تکلم و در نهایت توانایی تنفس را از دست می دهند. در حال حاضر هیچ درمان موثری وجود ندارد و به طرز غم انگیزی بیشتر افراد در عرض ۳ تا ۵ سال می میرند.

هنگامی که آستروسیت ها سالم هستند به محافظت و پرورش نورون های حرکتی اطراف کمک می کنند. با این حال، در حالی که یافته‌های اخیر از بیماران ALS نشان می‌دهد که آستروسیت‌ها ممکن است در ایجاد این بیماری نقش داشته باشند، نحوه انجام آن‌ها همچنان نامشخص است.

تغییرات آستروسیت سمی در ALS

در اولین مقاله، محققان تمام مجموعه داده‌های عمومی موجود از آستروسیت‌ها در ALS را تجزیه و تحلیل کردند که هم مدل‌های انسان و هم موش را در بر می‌گرفت. با استفاده از این روش متاآنالیز، آنها دریافتند که در ALS، آستروسیت‌ها پیش التهابی می‌شوند که برای نورون‌های حرکتی همسایه سمی است.

همچنین مشخص شد که آستروسیت های ALS عملکردهای محافظتی مهمی را از دست می دهند، به ویژه توانایی جذب ماده ای به نام گلوتامات. این منجر به تجمع گلوتامات می شود که به نورون های حرکتی آسیب می رساند.

اولیور زیف، سرپرست مطالعه و همکار بالینی آزمایشگاه سلول‌های بنیادی انسانی و تخریب عصبی کریک، می‌گوید: کار ما نشان می‌دهد که درمان‌های ALS نیاز به کاهش یا معکوس کردن این تغییرات مخرب در آستروسیت‌ها دارند.

تغییرات مضر ذاتی و متنوع در آستروسیت های ALS

در مطالعه دوم که در Brain منتشر شد، محققان دریافتند که آستروسیت‌های دارای جهش‌های ژنتیکی مختلف عامل ALS نیز دارای الگوهای مولکولی زیرین متمایز هستند. این نشان می دهد که در طول ALS، آستروسیت ها تغییرات وابسته به جهش را به دست می آورند.

این تیم به عنوان بخشی از مطالعه خود، تأثیر جهش های مختلف شناخته شده برای ایجاد ALS را بر روی آستروسیت ها بررسی کردند. آنها مشاهده کردند که در غیاب سلول های ایمنی مجاور مانند میکروگلیا، وجود این جهش ها به تنهایی برای ایجاد تغییرات مضر در آستروسیت ها کافی است.

ماهیت این تغییرات به جهش‌های خاص موجود بستگی دارد، که نشان می‌دهد آستروسیت‌ها در ALS می‌توانند در بین بیماران مختلف متفاوت ظاهر شوند. محققان تفاوت‌های مولکولی و عملکردی کلیدی را در سلول‌ها در نتیجه جهشی مشاهده کردند.

با این حال، آنها همچنین نشان دادند که برخی از این تغییرات همگرا می شوند، که ممکن است توضیح دهد که چرا در بیماری، آستروسیت ها ویژگی های مشابهی دارند و از نورون های حرکتی در برابر انحطاط و افزایش التهاب محافظت نمی کنند که به نوبه خود باعث ایجاد بیماری می شود.

ماهیت و تنوع تبدیل آستروسیت‌ها بین جهش‌های ALS به خوبی شناخته نشده بود. بینشی که  پژوهشگران در مورد روش‌های مختلف بروز این تغییر در بیماری اولیه به دست آورده‌اند، می‌تواند نقطه شروع مفیدی در تلاش‌ها برای معکوس کردن تبدیل سلولی باشد.

بن کلارک، نویسنده ارشد مقاله و دکترا در آزمایشگاه سلول‌های بنیادی انسانی و تخریب عصبی، می‌گوید: «ما اکنون در حال کار برای درک بیولوژی الگوهای مولکولی متمایز و نحوه هم‌گرایی آنها هستیم. درک تغییرات اولیه آستروسیت در ALS می تواند اهداف درمانی جدیدی را برای ما فراهم کند.

مدل های در حال رشد

در حالی که بسیاری از تحقیقات در مورد ALS بر روی نمونه های پس از مرگ متکی است، جایی که این بیماری در حال حاضر به خوبی تثبیت شده است، این مطالعات شامل رشد سلول های زنده مشتق شده از بیماران است. سلول های بنیادی اصلی را می توان آموزش داد که از هر نقطه ای در بدن انسان به هر سلولی تمایز پیدا کنند، به این معنی که دانشمندان می توانند اولین تغییرات سلولی ناشی از جهش های ژنتیکی مختلف را مشاهده کنند. آزمایشگاه پاتانی در مؤسسه فرانسیس کریک پیشرو در رشد آستروسیت ها و سایر سلول های سیستم عصبی از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسان است.

ریکی پاتانی، رئیس آزمایشگاه سلول‌های بنیادی انسانی و تخریب عصبی کریک، مشاور مغز و اعصاب در بیمارستان ملی مغز و اعصاب و عضو این مرکز می‌گوید: درک رو به رشد ما از زیست‌شناسی بیماری‌های اولیه، ما را به یافتن راه‌های جدید برای درمان ALS نزدیک‌تر می‌کند. منشأ این سلول‌های ستاره‌ای است که به محققان  این امکان را می دهد که تغییرات مهمی را که منجر به بیماری می‌شود، کشف کنند.

منبع:

“Astrocytes display cell autonomous and diverse early reactive states in familial amyotrophic lateral sclerosis” by Doaa Taha et al. Brain

“Meta-analysis of human and mouse ALS astrocytes reveals multi-omic signatures of inflammatory reactive states” by Oliver Ziff et al. Genome Research