حذف سلول‌های زامبی؛ راه تازه دانشمندان برای مقابله با پیری

با افزایش سن، سلول‌های آسیب‌دیده‌ای در بدن تجمع پیدا می‌کنند که به‌جای مردن، در بافت‌ها باقی می‌مانند و با ترشح مواد التهاب‌زا به اندام‌ها آسیب می‌رسانند. دانشمندان این سلول‌ها را «سلول‌های زامبی» می‌نامند و معتقدند تجمع آن‌ها می‌تواند در بروز بیماری‌های مرتبط با افزایش سن، از جمله مشکلات قلبی و زوال عقل، نقش داشته باشد. پژوهش‌های تازه نشان می‌دهند که شاید بتوان با تقویت توانایی دستگاه ایمنی برای پاک‌سازی این سلول‌ها، برخی پیامدهای پیری را کاهش داد.

به‌گزارش لایوساینس، پژوهشگران در سال‌های اخیر روش‌های مختلفی را برای ازبین‌بردن سلول‌های پیر بررسی کرده‌اند. یکی از این روش‌ها استفاده از داروهایی به نام «سنولیتیک» است که سلول‌های آسیب‌دیده را وادار به مرگ برنامه‌ریزی‌شده می‌کنند. آزمایش‌های حیوانی نشان داده‌اند که چنین داروهایی می‌توانند التهاب را کاهش دهند و عملکرد برخی بافت‌ها را بهبود بخشند. بااین‌حال، گروهی از دانشمندان به‌دنبال راه‌حل متفاوتی هستند: بازگرداندن توانایی طبیعی دستگاه ایمنی برای حذف سلول‌های پیر.

بدن انسان به‌طور مداوم سلول‌های فرسوده و مرده را شناسایی و حذف می‌کند. بخش مهمی از این فرایند بر عهده‌ی سلول‌های ایمنی موسوم به «ماکروفاژ» است. این سلول‌ها با شناسایی پیام‌های شیمیایی روی سطح سلول‌های در حال مرگ، آن‌ها را می‌بلعند و تجزیه می‌کنند.

اما همه‌ی سلول‌های آسیب‌دیده از بین نمی‌روند. برخی از آن‌ها بر اثر عواملی مانند آسیب DNA، استرس اکسیداتیو یا تقسیم‌های مکرر، توانایی تکثیر خود را از دست می‌دهند و وارد وضعیتی به نام «پیری سلولی» می‌شوند.

روئل د مایر، ایمنی‌شناس دانشگاه آکسفورد، توضیح می‌دهد که تجمع تعداد زیادی از سلول‌های پیر در بافت معمولاً نشانه‌ی نامطلوبی است. به گفته‌ی او، جوان‌سازی دستگاه ایمنی شاید بتواند به رفع بسیاری از مشکلات ناشی از افزایش سن کمک کند.

یکی از یافته‌های مهم پژوهش‌های اخیر به گیرنده‌ای به نام EP2 مربوط می‌شود که روی سطح ماکروفاژها قرار دارد. مطالعه‌ای که ماه ژوئیه در مجله‌ی Science منتشر شد، نشان داد با افزایش سن، تعداد این گیرنده‌ها در ماکروفاژها بیشتر می‌شود و توانایی آن‌ها برای پاک‌سازی سلول‌های پیر کاهش می‌یابد.

پژوهشگران برای بررسی نقش این گیرنده، آن را به‌صورت ژنتیکی در موش‌های آزمایشگاهی حذف کردند. نتیجه نشان داد ماکروفاژها دوباره توانستند سلول‌های پیر را بهتر از بین ببرند.

موش‌های اصلاح‌شده در مقایسه با موش‌های معمولی هم‌سن خود، التهاب کمتری داشتند و نشانه‌های تحلیل عضلانی، اختلال عملکرد قلب و افت توانایی شناختی در آن‌ها خفیف‌تر بود. حتی عملکرد حافظه‌ی آن‌ها در برخی آزمایش‌ها، مانند تشخیص اشیای آشنا، به موش‌های جوان‌تر شباهت داشت.

پژوهشگران معتقدند این نتایج می‌تواند به توضیح ارتباط میان پیری دستگاه ایمنی و کاهش عملکرد اندام‌های مختلف کمک کند.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه استنفورد به سرپرستی کاترین آندریاسون پیش‌تر در سال ۲۰۲۱ دریافته بودند که افزایش فعالیت گیرنده‌ی EP2، نحوه‌ی مصرف انرژی در ماکروفاژها را تغییر می‌دهد.

ماکروفاژهای جوان برای انجام وظایف خود گلوکز را می‌سوزانند و انرژی تولید می‌کنند. اما با افزایش فعالیت EP2، این سلول‌ها به‌جای مصرف گلوکز، آن را ذخیره می‌کنند و در نتیجه انرژی لازم برای بلعیدن سلول‌های فرسوده را در اختیار ندارند.

آندریاسون توضیح می‌دهد که بلعیدن سلول‌ها فرایندی بسیار انرژی‌بر است. به همین دلیل، اختلال در سوخت‌وساز ماکروفاژها می‌تواند توانایی پاک‌سازی آن‌ها را به‌شدت کاهش دهد.

ارتباط میان این مسیر زیستی و بیماری‌های مرتبط با افزایش سن از مدت‌ها پیش مورد توجه دانشمندان بوده است. برای مثال، مطالعه‌ای در سال ۲۰۰۱ نشان داد افراد بالای ۵۵ سالی که دست‌کم دو سال به‌طور منظم از داروهای مهارکننده‌ی پروستاگلاندین استفاده کرده بودند، کمتر به آلزایمر مبتلا شده بودند. البته این ارتباط به معنای اثبات اثر پیشگیرانه‌ی داروها نبود.

پژوهش‌های بعدی نشان دادند مهار EP2 می‌تواند مصرف طبیعی انرژی را در ماکروفاژها بازیابی کند و در موش‌های پیر با کاهش التهاب و بهبود عملکرد شناختی همراه باشد.

ضعف ماکروفاژها تنها دلیل تجمع سلول‌های پیر نیست. برخی از این سلول‌ها با استفاده از سازوکارهای دفاعی، خود را از دید دستگاه ایمنی پنهان می‌کنند.

یکی از این سازوکارها به پروتئینی به نام CD47 مربوط می‌شود. این پروتئین روی سطح سلول‌های زنده وجود دارد و پیام «مرا نخور» را به ماکروفاژها منتقل می‌کند تا سلول‌های سالم به‌اشتباه نابود نشوند.

اما پژوهشگران مؤسسه‌ی ماکس پلانک در مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۳ دریافتند که این پیام در سلول‌های پیر تقویت می‌شود. تماس ماکروفاژها با چنین سلول‌هایی می‌تواند عملکرد آن‌ها را مختل کند؛ به‌اندازه‌ای که حتی توانایی پاک‌سازی سلول‌های مرده‌ی معمولی را نیز از دست بدهند.

پژوهشگران در عوض آنزیمی را شناسایی کرده‌اند که پروتئین CD47 را در سلول‌های پیر تغییر می‌دهد. آزمایش‌ها نشان داده‌اند مهار این آنزیم می‌تواند از اختلال عملکرد ماکروفاژها جلوگیری کند و احتمالاً راهی انتخابی‌تر برای هدف‌گرفتن سلول‌های زامبی باشد.

همچنین مطالعه‌ی جدید گروه آندریاسون نشان داد که در موش‌های پیر، نوعی از سلول‌های ایمنی به نام نوتروفیل نیز وارد وضعیت پیری سلولی می‌شوند و در بافت‌ها تجمع می‌یابند. نوتروفیل‌ها معمولاً فقط چند روز عمر می‌کنند، اما اختلال عملکرد ماکروفاژها مانع پاک‌سازی مناسب آن‌ها می‌شود. ازآنجاکه این سلول‌ها می‌توانند التهاب شدیدی ایجاد کنند، تجمعشان ممکن است به آسیب گسترده‌تر بافت‌ها منجر شود.

با وجود نتایج امیدوارکننده‌ی آزمایش‌های حیوانی، تبدیل این یافته‌ها به درمانی ایمن و مؤثر برای انسان هنوز با موانع زیادی روبه‌رو است.

موش‌های آزمایشگاهی معمولاً از نظر ژنتیکی شباهت زیادی به یکدیگر دارند و در شرایط محیطی کنترل‌شده زندگی می‌کنند. در مقابل، تفاوت‌های ژنتیکی، سبک زندگی و عوامل محیطی در انسان‌ها می‌توانند نتایج درمان را تغییر دهند.

داروهای مهارکننده‌ی EP2 تاکنون بیشتر در زمینه‌ی درمان سرطان بررسی شده‌اند و اطلاعات محدودی درباره‌ی اثرات بلندمدت آن‌ها بر پیری انسان وجود دارد. روش‌های مبتنی بر هدف‌گیری CD47 نیز هنوز در مراحل ابتدایی پژوهش قرار دارند.

آندریاسون می‌گوید مهار EP2 در آزمایش‌های گروهش روی موش‌ها با عوارض جانبی آشکاری همراه نبوده است، اما برای اطمینان از ایمنی و اثربخشی این روش باید پژوهش‌های انسانی انجام شوند.

هدف این تحقیقات متوقف‌کردن کامل پیری نیست، بلکه کاهش آسیب‌های ناشی از تجمع سلول‌های فرسوده و افزایش سال‌هایی از زندگی است که افراد بدون بیماری‌ها و ناتوانی‌های مرتبط با سن سپری می‌کنند. فعلاً هیچ‌یک از این روش‌ها به‌عنوان درمان ضدپیری برای انسان تأیید نشده‌اند و نتایج مطالعات حیوانی برای توصیه‌ی مصرف دارو کافی نیست.