اثرات معکوس تروما؟ سلول‌های مغزی مسن‌تر به‌طور غیرمنتظره‌ای قبل از مرگشان باقی می‌مانند _اخبار روانشناسی جزیره ذهن

پژوهشگران دارتموث گزارش می دهند که الیگودندروسیت های بالغ پس از یک ضربه مهلک که سلول های جوان تر را در 24 ساعت مورد انتظار از بین برد، 45 روز تکان دهنده طول کشید تا از بین بروند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که مسیر جدیدی برای تلاش‌ها برای معکوس کردن یا جلوگیری از آسیب‌هایی که پیری و بیماری‌هایی مانند مولتیپل اسکلروزیس به این سلول‌های مهم وارد می‌کنند، وجود دارد.

در مغز، الیگودندروسیت‌ها به دور اتصالات طولانی و لاغر بین سلول‌های عصبی معروف به آکسون می‌پیچند، جایی که غشای لیپیدی به نام غلاف میلین تولید می‌کنند که آکسون را می‌پوشاند. آکسون‌ها سیگنال‌های الکتریکی را که سلول‌های عصبی برای برقراری ارتباط استفاده می‌کنند، منتقل می‌کنند. غلاف‌های میلین – مانند پوشش پلاستیکی روی سیم مسی – به این سیگنال‌ها کمک می‌کنند کارآمدتر حرکت کنند.

پیری و بیماری های عصبی مانند ام اس به الیگودندروسیت ها آسیب می زند. هنگامی که سلول ها می میرند، تولید میلین آنها همراه با آنها از بین می رود و باعث می شود غلاف های میلین شکسته شوند و چیزی برای دوباره سازی آنها وجود نداشته باشد. این می تواند منجر به از دست دادن عملکرد حرکتی، احساس و حافظه شود زیرا نورون ها توانایی برقراری ارتباط را از دست می دهند.

دانشمندان فرض کرده‌اند که الیگودندروسیت‌های آسیب‌دیده – مانند تمام سلول‌های آسیب‌دیده – یک خود تخریبی سلولی به نام آپوپتوز را آغاز می‌کنند که در آن سلول‌ها خود را می‌کشند. اما محققان دارتموث کشف کردند که الیگودندروسیت‌های بالغ می‌توانند عمر طولانی‌تری را قبل از مرگ تجربه کنند که قبلاً هرگز دیده نشده بود. یافته‌ها این سوال مهم را مطرح می‌کنند که چه چیزی در این سلول‌ها با بلوغ تغییر می‌کند که به آنها اجازه می‌دهد ادامه پیدا کنند.

رابرت هیل، استادیار علوم زیستی و نویسنده مسئول مقاله، می گوید: «ما دریافتیم که سلول های بالغ مسیری را انجام می دهند که هنوز کنترل می شود، اما مسیر مرگ سلولی برنامه ریزی شده کلاسیک نیست.

هیل گفت: «ما فکر می‌کنیم این به ما نشان می‌دهد که با افزایش سن در مغز چه اتفاقی می‌افتد و چیزهای زیادی در مورد چگونگی مرگ این سلول‌ها در افراد مسن نشان می‌دهد. این مکانیسم منحصربه‌فرد برای ما برای بررسی بیشتر مهم است. ما باید بفهمیم که چرا این سلول‌ها این مسیر را دنبال می‌کنند تا بتوانیم بسته به زمینه بیماری به طور بالقوه آن را تشویق یا از آن پیشگیری کنیم.»

نویسنده اول تیموتی چپمن، که به عنوان کاندیدای دکترا در گروه تحقیقاتی هیل، پروژه را رهبری کرد، گفت که تلاش‌ها برای توسعه درمان‌هایی برای حفظ میلین بر روی پرورش الیگودندروسیت‌های جوان و محافظت از سلول‌های بالغ متمرکز شده است. اما این مطالعه نشان می‌دهد که سلول‌ها ممکن است با افزایش سن به طور قابل توجهی تغییر کنند و درمان یک‌اندازه برای همه ممکن است کارساز نباشد.

چپمن که اکنون محقق فوق دکترا در دانشگاه استنفورد است، می گوید: «در پاسخ به همین موضوع، سلول های جوان به یک سمت و سلول های پیر به سمت دیگر می روند. اگر می‌خواهید از سلول‌های قدیمی محافظت کنید، ممکن است مجبور باشید کاری کاملاً متفاوت از زمانی که می‌خواهید به بلوغ سلول‌های جوان کمک کنید، انجام دهید. احتمالاً به یک رویکرد دوگانه نیاز خواهید داشت.»

این مقاله بر اساس مدلی از بافت زنده است که تیم در مجله Nature Neuroscience در مارس 2023 گزارش کرد که به آنها اجازه می دهد تا مرگ یک الیگودندروسیت را برای مشاهده واکنش سلول های اطراف آن آغاز کنند. آنها گزارش دادند که وقتی یک الیگودندروسیت در یک مغز جوان می میرد، سلول های اطراف آن بلافاصله میلین از دست رفته را دوباره پر می کنند. با این حال، در مغزی معادل مغز یک فرد 60 ساله، سلول های اطراف هیچ کاری انجام ندادند و میلین از بین رفت.

هیل گفت: «این مدل ما را تا جایی که بتوانیم به فرآیند مرگ سلولی که در مغز اتفاق می‌افتد نزدیک می‌کند. ما می‌توانیم اثرات پیری را به‌خوبی مدل‌سازی کنیم. توانایی ما برای انتخاب یک الیگودندروسیت منفرد، تماشای مرگ آن و تماشای بازسازی یا عدم بازسازی آن به ما این امکان را می‌دهد که بفهمیم چه چیزی این فرآیند را در سطح سلولی هدایت می‌کند و چگونه می‌تواند کنترل شود.»

برای آخرین مطالعه، محققان از مدل خود برای آسیب کشنده به DNA الیگودندروسیت با استفاده از پرتو مرگ سلولی استفاده کردند – دستگاهی مبتنی بر فوتون به نام 2Phatal که هیل توسعه داد. آنها همچنین از روش استاندارد برای حذف میلین استفاده کردند که از سم مبتنی بر مس کوپریزون به عنوان مقایسه استفاده می کند.

همانطور که مطالعات قبلی گزارش داده اند، سلول های نابالغ به سرعت مردند. اما سلول‌های قدیمی‌تر زنده ماندند، که تیم دارتموث در ابتدا آن را مقاومت در برابر آسیب DNA تفسیر کردند.

این مطالعه زمانی مورد توجه قرار گرفت که محققان 45 روز بعد سلول‌های بالغ را با استفاده از تکنیک تصویربرداری طولانی‌مدت و با وضوح بالا که در آزمایشگاه هیل توسعه یافته بود، مورد بررسی قرار دادند. هیل گفت: «در آن زمان بود که دیدیم سلول‌ها در برابر آسیب مقاوم نیستند، بلکه در عوض این مرگ سلولی طولانی را تجربه می‌کنند.

او گفت: “هیچ کس تا به این اندازه پس از آسیب DNA، مرگ سلولی را بررسی نکرده است. این تنها نمونه ای است که می توانیم در ادبیات پیدا کنیم که در آن یک سلول چنین رویداد آسیب زا را تجربه می کند و بیش از یک هفته باقی می ماند.”

چپمن گفت، از آنجایی که انسان ها الیگودندروسیت ها را برای زندگی دارند، سلول ها آسیب DNA را جمع می کنند و نسبت به سایر سلول ها انعطاف پذیرتر هستند. او گفت: “به همین دلیل است که ما فکر می کنیم این اثر برای پیری قابل استفاده است. یکی از دلایلی که این سلول ها ممکن است برای مدت طولانی باقی بمانند این است که آنها عادت کرده اند این نوع آسیب را به طور طبیعی در پیری تجربه کنند.”

هیل و چپمن می گویند که این مطالعه اولین درب هزارتوی وسیعی از سؤالات را باز می کند، مانند اینکه آیا مرگ طولانی چیز خوبی است یا خیر. به گفته هیل، این ممکن است معادل میلین ناکارآمد باشد، که تنها نشستن روی آکسون بدتر از عدم وجود میلین است. سلول را از بافت اطراف جدا می کند و اساسا آن را از مواد مغذی محروم می کند.

هیل گفت: “تقریباً مثل این است که زباله ها به مدت 45 روز روی آکسون نشسته اند. آیا می خواهیم آن زباله ها را نجات دهیم یا سرعت برداشتن آنها را افزایش دهیم؟ ما حتی نمی دانستیم که این یک سوال است تا زمانی که این را دیدیم.”

او گفت: “اگر مکانیسم مرگ سلولی را درک کنیم، شاید بتوانیم آن را تسریع کنیم و از شر میلین ناکارآمد خلاص شویم.” ما همیشه سعی می کنیم سلول ها را نجات دهیم و بافت را نجات دهیم، اما باید بدانید که آیا آنها ارزش نجات را دارند یا خیر.