دانشمندان دانشکده پزشکی Duke-NUS مسیر جدیدی را برای بیدار کردن سلول های بنیادی عصبی خفته کشف کرده اند که پتانسیل درمان های جدید برای اختلالات عصبی-رشدی مانند اوتیسم، ناتوانی های یادگیری و فلج مغزی را ارائه می دهد.

در مغز بالغ پستانداران، اکثر سلول‌های بنیادی عصبی که از سیستم عصبی منشا می‌گیرند و می‌توانند به انواع مختلف سلول‌های مغزی تبدیل شوند، تا زمانی که سیگنال‌های خاصی را دریافت کنند که آنها را فعال می‌کند، خاموش می‌مانند. هنگامی که فعال شوند، نورون های جدیدی تولید می کنند که به ترمیم و رشد مغز کمک می کنند.

نقص در فعال سازی سلول های بنیادی عصبی با کاهش شناخت مرتبط با افزایش سن و اختلالات رشد عصبی مانند میکروسفالی (وضعیتی که در آن سر نوزاد بسیار کوچکتر از حد انتظار است و مغز به درستی رشد نکرده است) مرتبط است، اختلالات عصبی-رشدی حدود پنج درصد از کودکان و نوجوانان را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد و منجر به اختلال در شناخت، ارتباط، رفتار انطباقی و مهارت های روانی حرکتی می شود.

برای مطالعه این فعال سازی، دانشمندان به دروزوفیلا یا مگس سرکه روی آوردند. سلول های بنیادی عصبی مگس های سرکه همانند پستانداران، تا زمانی که فعال شوند، خاموش می مانند. یافته‌های آن‌ها که در Science Advances منتشر شد، نشان داد که نوعی از سلول‌های گلیال به نام آستروسیت‌ها برای فعال کردن سلول‌های بنیادی عصبی خفته در مغز مگس‌های سرکه مهم هستند.

تیم دانشمندان  ساختارهای الیاف ریز را که نشانه سلول های بنیادی عصبی خفته مگس سرکه هستند، بررسی کردند. این ساختارهای ظریف، با قطر حدود 1.5 میکرومتر ( 20 برابر کوچکتر از قطر موی انسان)، برآمدگی هایی هستند که از بدن سلولی بیرون می آیند و سرشار از اکتین یا رشته های پروتئینی هستند. نوع خاصی از پروتئین Formin می تواند این رشته ها را فعال کرده و باعث تجمع آنها شود.

دانشمندان مشاهده کردند که آستروسیت‌ها نوعی پروتئین سیگنال‌دهنده به نام Folded gastrulation یا Fog آزاد می‌کنند که یک واکنش زنجیره‌ای را آغاز میکند که شامل فعال کردن مسیر پروتئین Formin برای کنترل حرکت رشته‌های اکتین است. در نهایت، این فرآیندها سلول های بنیادی عصبی را از حالت خفته خود خارج می کند. سپس آنها شروع به تقسیم می کنند و نورون های جدیدی ایجاد می کنند که به ترمیم و توسعه مغز کمک می کنند. 

سپس پروتئین گیرنده به نام GPCR در سلول های بنیادی عصبی به Fog ترشح شده از آستروسیت ها پاسخ می دهد و مسیر سیگنالینگ را فعال می کند که تشکیل رشته های اکتین را در سلول های بنیادی عصبی کنترل می کند. GPCR ها نقش عمده ای در فرآیندهای سلولی بنیادی دارند. در نتیجه، خانواده پروتئین GPCR به یک هدف دارویی اصلی برای درمان بیماری‌های مختلف انسانی تبدیل شده اند: 34 درصد از داروهای مورد تأیید FDA این خانواده از پروتئین‌ها را هدف قرار می‌دهند . بنابراین، درک اینکه چگونه این مسیر سیگنالینگ، فعال سازی مجدد سلول های بنیادی عصبی را کنترل می کند، ممکن است یک استراتژی بالقوه برای استفاده از داروهای موجود برای درمان اختلالات رشد عصبی ارائه دهد.

پروفسور پاتریک تان، معاون ارشد تحقیقات در Duke-NUS، گفت: این نه تنها درک بنیادی ما را از چگونگی تأثیر آستروسیت ها بر رشد سلول های مغزی ارتقا می دهد، بلکه راه های جدیدی را برای پیشبرد درمان های اختلالات عصبی، پیری مغز و آسیب ها باز می کند.

در حال حاضر دانشمندان در حال بررسی سیگنال های دیگری از آستروسیت ها هستند که ممکن است بر فعالیت سلول های بنیادی عصبی تأثیر بگذارد. آنها همچنین قصد دارند بررسی کنند که آیا مکانیسم های مشابهی در رشد مغز انسان نقش دارند یا خیر.

لینک خبر