ترمیم زودرس جمجمه توسط سلول های بنیادی

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، بر اساس یک مطالعه پیش بالینی که توسط محققان Weill Cornell Medicine انجام شده است، کرانیوسینوستوز، ادغام زودرس بالای جمجمه در نوزادان، ناشی از افزایش غیرطبیعی نوع ناشناخته قبلی از سلول های بنیادی استخوان ساز است. کرانیوسینوستوزیس از یکی از چندین جهش ژنی احتمالی ناشی می شود و در حدود یک نوزاد از هر 2500 نوزاد رخ می دهد. با محدود کردن رشد مغز، اگر با جراحی اصلاح نشود، می تواند منجر به رشد غیرطبیعی مغز شود. در موارد پیچیده، چندین عمل جراحی مورد نیاز است. در این مطالعه، محققان آنچه را که در جمجمه موش ها با یکی از شایع ترین جهش های یافت شده در کرانیوسینوستوزیس انسانی اتفاق می افتد، با جزئیات بررسی کردند. آن ها دریافتند که این جهش با القای تکثیر غیرطبیعی نوعی از سلول های بنیادی استخوان ساز، سلول های بنیادی DDR2+ که قبلاً هرگز شرح داده نشده بود، باعث همجوشی زودرس جمجمه می شود.

دکتر مت گرینبلات، نویسنده ارشد این مطالعه، استادیار پاتولوژی و پزشکی آزمایشگاهی در پزشکی ویل کورنل می گوید که اکنون می توان در مورد درمان کرانیوسینوستوز نه تنها با جراحی، بلکه با مسدود کردن فعالیت سلول های بنیادی غیرطبیعی فکر کرد. همچنین در مطالعه ای که در سال 2018 در نیچر منتشر شد، کشف نوعی از سلول های بنیادی استخوان ساز که آنها را سلول بنیادی CTSK+ نامیدند و از آنجایی که این نوع سلول در بالای جمجمه یا کلواریوم در موش ها وجود دارد، آنها مشکوک بودند که در ایجاد کرانیوسینوستوزیس نقش دارد. در مطالعه جدید، آنها این امکان را توسط موش ها بررسی کردند که در آنها سلول های بنیادی CTSK+ فاقد یکی از ژن هایی هستند که از دست دادن عملکرد آن باعث کرانیوسینوستوزیس می شود. آنها انتظار داشتند که حذف ژن به نحوی این سلول های بنیادی جمجمه را وادار کند تا به استخوان سازی بیش از حد بروند. این استخوان جدید مواد منعطف و فیبری به نام بخیه ها را در جمجمه ترکیب می کند که به طور معمول به آن اجازه می دهد در نوزادان منبسط شود.

این یافته غیرمنتظره تیم را به این فرضیه سوق داد که نوع دیگری از سلول های بنیادی استخوان ساز باعث ایجاد جوش غیرطبیعی بخیه می شود. پس از آزمایش های بیشتر و تجزیه و تحلیل دقیق سلول های موجود در بخیه های همجوشی، آنها مقصر را شناسایی کردند، سلول بنیادی DDR2+، که سلول های دختر آن با استفاده از فرآیندی متفاوت از فرآیندی که توسط سلول های CTSK+ استفاده می شود، استخوان می سازند. این تیم دریافتند که سلول های بنیادی CTSK+ به طور معمول تولید سلول های بنیادی DDR2+ را سرکوب می کنند. اما جهش ژن کرانیوسینوستوز باعث از بین رفتن سلول های بنیادی CTSK+ می شود و به سلول های DDR2+ اجازه تکثیر غیر طبیعی می دهد. محققان نسخه های انسانی سلول های بنیادی DDR2+ و سلول های بنیادی CTSK+ را در نمونه های کالواری حاصل از جراحی های کرانیوسینوستوز یافتند که بر ارتباط احتمالی بالینی یافته های آنها در موش ها تأکید می کند.

یافته ها نشان می دهد که تکثیر نامناسب سلول های بنیادی DDR2+ در کالواریوم، در نوزادان مبتلا به جهش های ژنی مرتبط با کرانیوسینوستوز، می تواند با سرکوب این جمعیت سلول های بنیادی، از طریق تقلید از روش هایی که سلول های بنیادی CTSK+ به طور معمول برای جلوگیری از گسترش سلول های بنیادی DDR2+ استفاده می کنند، درمان شود. محققان دریافتند که سلول های بنیادی CTSK+ با ترشح یک پروتئین فاکتور رشد به نام IGF-1 و احتمالاً سایر پروتئین های تنظیم کننده به این سرکوب دست می یابند. دکتر سئویون بوک، نویسنده اول این مطالعه، محقق فوق دکترا در آزمایشگاه گرینبلات، گفت که می توان تا حدی با تزریق IGF-1 روی کالواریوم از همجوشی جمجمه جلوگیری کرد. همچنین درمان های دارویی سرکوب کننده سلول های بنیادی DDR2+ همراه با مدیریت جراحی، اساساً برای محدود کردن تعداد جراحی های مورد نیاز یا افزایش نتایج استفاده خواهد شد.