دانشمندان ممکن است راهی برای بازگرداندن سلول‌های انسانی به حالت جوانی بدون هیچ‌گونه ویرایش ژنتیکی یافته باشند. در یک مطالعه‌ی پیشگامانه، پژوهشگران موفق شدند با استفاده از شش ترکیب شیمیایی، سلول‌های پیر را تنها در کمتر از یک هفته به حالت جوان بازگردانند.
این دستاورد به‌عنوان روشی سریع، ایمن، و مقرون‌به‌صرفه برای معکوس‌کردن آثار پیری در نظر گرفته می‌شود و می‌تواند مسیر جدیدی برای درمان بیماری‌های مرتبط با پیری و افت عملکرد سلولی باز کند.
حقیقت پیری
نگاهی به منشأ پیری در سطح سلولی
برای درک این کشف جدید در زمینه معکوس‌سازی پیری، ابتدا باید ببینیم که پیری در سطح سلول چگونه رخ می‌دهد.
در موجودات پیچیده، اطلاعات زیستی در دو محل ذخیره می‌شود: ژنوم (Genome) و اپی‌ژنوم (Epigenome). تمامی سلول‌های بدن عموماً ژنوم یکسانی دارند.
در مقابل، اپی‌ژنوم ممکن است از سلولی به سلول دیگر متفاوت باشد و در واکنش به تغییرات محیطی نیز دچار تغییر شود.
نظریه اطلاعاتی پیری (Information Theory of Aging)
طبق این نظریه، از بین رفتن اطلاعات اپی‌ژنتیکی جوان، عامل اصلی پیری و اختلالات و زوال‌های مرتبط با آن است.
تجمع سلول‌های پیر در بدن
تحقیقات نشان می‌دهد عواملی مانند استرس یا آسیب به DNA می‌توانند فرآیند پیری را تسریع کنند، زیرا منجر به کاهش بیشتر اطلاعات اپی‌ژنتیکی می‌شوند.
پیری سلولی (Cellular Senescence)
پیری سلولی به حالتی غیرقابل بازگشت در چرخه‌ی سلولی گفته می‌شود که طی آن، سلول‌ها تقسیم را متوقف می‌کنند و مولکول‌هایی را آزاد می‌کنند که فرآیند ترمیم سلول را تحریک می‌کند.
در نتیجه، این حالت تا حدی در ترمیم زخم‌ها و پیشگیری از گسترش سرطان مفید است.
اما با افزایش سن، این سلول‌های پیر در بدن تجمع می‌یابند و باعث بروز بیماری‌های مرتبط با سن می‌شوند.
همین شناخت از فرآیند پیری، دانشمندان را بر آن داشت تا راه‌هایی برای معکوس کردن این تغییرات در سلول‌ها پیدا کنند.
جایگزین‌های شیمیایی برای معکوس‌سازی پیری
روش‌های فعلی ضدپیری
بیشتر روش‌های موجود ضدپیری مبتنی بر ژن‌درمانی هستند. این روش‌ها با دست‌کاری مواد ژنتیکی، هدفشان معکوس‌سازی پیری، درمان بیماری‌ها یا آسیب‌های مرتبط با سن است.
ابزارهایی مانند انتقال DNA از طریق ویروس‌های AAV و تحویل RNA با نانوذرات چربی (LNP) به‌کار گرفته می‌شود. با این حال، به دلیل هزینه بالا و نگرانی‌های ایمنی، استفاده از این روش‌ها محدود شده است.
جستجوی جایگزین‌های ایمن و کم‌هزینه
پژوهشگران به دنبال جایگزین شیمیایی‌ای بودند که ایمن، ارزان، و سریع‌الاثر باشد. هدف این بود که این روش تنها مختص معکوس‌سازی پیری در سلول خاصی نباشد، بلکه تمام بدن را جوان کند.
ترکیب‌های شیمیایی با اثرگذاری بالا
در این پژوهش، محققان از روش‌هایی برای غربال سلول‌ها استفاده کردند؛ از جمله آزمون NCC (تقسیم‌بندی هسته‌ای-سیتوپلاسمی) که سلول‌های جوان، پیر، و در حال پیری را از هم متمایز می‌کند.
بازگرداندن عملکرد سلولی
سپس، آن‌ها ترکیب‌های شیمیایی جدیدی را شناسایی کردند که می‌توانستند پیری سلولی را معکوس کنند و سلول‌ها را جوان‌سازی نمایند. این روش بسیار موفق بود، زیرا سلول‌های تحت درمان طی چند روز، عملکرد و الگوهای بیانی ژن جوان‌تری پیدا کردند.
این نتایج، اثبات می‌کند که می‌توان بدون تغییر DNA یا هویت سلولی، پیری سلول‌ها را معکوس کرد.
شش ترکیب مؤثر شناسایی‌شده
در این مطالعه، شش ترکیب شیمیایی خاص شناسایی شد که می‌توانند الگوی متیلاسیون DNA را به حالت جوان بازگردانند.
نکته چشمگیر این است که عملکرد این ترکیبات سریع است و در کمتر از یک هفته اثر خود را نشان می‌دهد، در حالی‌که نوع و عملکرد اصلی سلول نیز حفظ می‌شود.
خاستگاه ایده معکوس‌سازی پیری
فاکتورهای Yamanaka
در سال ۲۰۰۶، تاکاهاشی و یاماناکا نشان دادند که چهار ژن خاص می‌توانند سلول‌های بالغ را مجدداً برنامه‌ریزی کنند. این ژن‌ها عبارت‌اند از:
- OCT4
- SOX2
- KLF4
- c-MYC
که به طور مشترک با نام ژن‌های OSKM یا فاکتورهای یاماناکا شناخته می‌شوند.
این ژن‌ها باعث حذف هویت سلولی می‌شوند. دانشمندان در پی یافتن راهی بودند تا بدون القای رشد بی‌رویه سلول یا تومور، پیری را معکوس کنند.
سلول‌های بنیادی القاشده (iPSC)
آزمایشگاه Belmonte روش‌های مختلفی را بررسی کرد و دریافت که با استفاده از پالس‌های کوتاه از OSKM یا فقط OSK می‌توان همین نتایج را به‌دست آورد.
مطالعات بعدی نشان داد که سلول‌های بالغ را می‌توان به سلول‌های بنیادی القاشده (iPSC) تبدیل کرد. این سلول‌ها از منابع مختلف به‌دست می‌آیند و از طریق پاک‌سازی هویت سلولی ایجاد می‌شوند.
این اکتشافات، مسیر توسعه‌ی روش‌های ایمن‌تر، سریع‌تر، و غیرژنتیکی مبتنی بر ترکیبات شیمیایی را هموار ساختند.
به‌سوی زندگی جوان‌تر
روش شیمیایی برای معکوس‌سازی پیری، کشفی امیدوارکننده است. اکنون می‌توانیم سلامت سلولی را بازیابی کنیم و بیماری‌های مرتبط با سن را به تأخیر بیندازیم، بدون اینکه نیازی به تغییر ژنتیکی باشد.
دکتر دیوید ای. سینکلر، استاد بخش ژنتیک در دانشکده پزشکی هاروارد و پژوهشگر اصلی این پروژه، می‌گوید:
«تا همین اواخر، تنها کاری که می‌توانستیم انجام دهیم کند کردن روند پیری بود. اکتشافات جدید نشان می‌دهند که اکنون می‌توانیم آن را معکوس کنیم. این فرآیند پیش از این به ژن‌درمانی نیاز داشت که استفاده گسترده از آن را محدود می‌کرد.»
آینده پزشکی بازساختی
این کشف، دریچه‌ای نو برای پزشکی بازساختی (Regenerative Medicine) می‌گشاید. پژوهشگران می‌توانند از ترکیب‌های شیمیایی برای بازیابی عملکرد بافت‌های آسیب‌دیده استفاده کنند.
این روش می‌تواند به راهکاری مؤثر برای درمان بیماری‌های تحلیل‌برنده و افزایش طول عمر تبدیل شود.
برخلاف روش‌های اپی‌ژنتیکی، این روش ساده‌تر و کم‌مانع‌تر است. با انجام آزمایش‌های بیشتر، این فناوری می‌تواند به یک درمان عملی برای معکوس‌سازی پیری بدل شود.
این مطالعه به‌طور کامل در پایگاه PubMed منتشر شده است.
