ردپای مرگ؛ وقتی سلول‌ها یار کمکی ویروس‌ها می‌شوند

دانشمندان یک «ردپای مرگ» میکروسکوپی کشف

کد خبر: ۸۲۷۴۹۳

تاریخ: ۰۳ آبان ۱۴۰۴ - ۱۱:۵۵

به گزارش ایران اکونومیست؛ سلول‌ها در هنگام مرگ، ردپایی از خود به جا می‌گذارند. دانشمندان یک «ردپای مرگ» میکروسکوپی کشف کرده‌اند که نه تنها به سیستم ایمنی بدن در پاکسازی سلول‌های مرده کمک می‌کند، بلکه می‌تواند به ویروس‌ها راه جدیدی برای گسترش عفونت نیز بدهد.

وقتی سلول‌ها از طریق آپوپتوز  که یک نوع مرگ سلولی طبیعی و برنامه‌ریزی‌شده است، می‌میرند، سیگنال‌هایی به سلول‌های ایمنی مجاور (فاگوسیت‌ها) می‌فرستند تا بیایند و بقایای سلول را پاکسازی کنند. دانشمندان از قبل در مورد برخی از این سیگنال‌ها، از جمله سیگنال‌های «من را پیدا کن» و «من را بخور» و بسته‌های حباب‌مانند کوچکی که توسط سلول‌های در حال مرگ به نام وزیکول‌های خارج سلولی آپوپتوزی (ApoEVs) آزاد می‌شوند، اطلاعات دارند. با این حال، یک مطالعه جدید به رهبری دانشگاه لاتروب، ردپای فیزیکی به جا مانده از سلول‌های در حال مرگ را شناسایی کرده است که به سطوح می‌چسبد و می‌تواند به هدایت فاگوسیت‌ها به محل دقیق مرگ کمک کند. محققان این ردپا را «ردپای مرگ» نامیده‌اند.

پروفسور ایوان پون، سرپرست آزمایشگاه موسسه علوم مولکولی لاتروب (LIMS)، یکی از نویسندگان مسئول این مطالعه، می‌گوید: درک این فرآیند زیستی اساسی می‌تواند مسیرهای جدیدی از تحقیقات را برای توسعه درمان‌های جدید که این مراحل را مهار می‌کنند و به سیستم ایمنی در مبارزه بهتر با بیماری کمک می‌کنند، باز کند. میلیاردها سلول به عنوان بخشی از گردش طبیعی و پیشرفت بیماری، هر روز برای مرگ برنامه‌ریزی می‌شوند و تاکنون اعتقاد بر این بود که فرآیند قطعه قطعه شدن سلول در طول مرگ سلولی تصادفی و نسبتا ساده است.

محققان از میکروسکوپ، تصویربرداری از سلول‌های زنده، تجزیه و تحلیل پروتئین (پروتئومیکس) و مدل‌های عفونت ویروسی برای مطالعه چگونگی شکل‌گیری و رفتار ردپای مرگ استفاده کردند. برخی از این رویکردها شامل القای آپوپتوز در سلول‌های انسان و موش، استفاده از میکروسکوپ پیشرفته برای ثبت چگونگی جمع شدن سلول‌ها در هنگام مرگ و به جا گذاشتن «ردپا» و پروتئین‌های موجود در ساختارهای ردپای مرگ بود تا ساختار و نقش آنها را بهتر درک کنند.

آنها دریافتند که وقتی سلول‌های چسبنده یعنی آن‌هایی که به سطوح متصل هستند، می‌میرند، بدن سلولی خود را جمع می‌کنند و یک ردپای نازک و پوشیده از غشاء از خود به جا می‌گذارند که به سطح متصل می‌ماند. این ردپاها غنی از  یک پروتئین ساختاری، و سایر پروتئین‌های چسبنده هستند. آنها برخلاف اکثر وزیکول‌های خارج سلولی دیگر که شناور می‌شوند، به سطح زیرین متصل می‌شون. ردپای مرگ  تقریبا در تمام انواع سلول‌های آزمایش شده و تحت محرک‌های مختلف مرگ ظاهر می‌شود.

پس از اینکه یک سلول ردپای خود را بر جای می‌گذارد، غشای باقی‌مانده به تدریج به وزیکول‌هایی با عرض تقریبا دو میکرومتر به نام وزیکول‌های خارج سلولی تبدیل می‌شود. این وزیکول‌ها یک سیگنال کلاسیک «من را بخور» را تحریک می‌کنند که به سلول‌های ایمنی می‌گوید آنها را ببلعند. این فرآیند به فعال شدن ROCK۱، پروتئینی که انقباض سلول را تنظیم می‌کند، بستگی دارد. وقتی ROCK۱ غیرفعال می‌شود، ردپای مرگ به درستی تشکیل نمی‌شود. تجزیه و تحلیل پروتئومیک ۶۰۱ پروتئین را در ردپای مرگ یافت، از جمله پروتئین‌هایی که در ساختار و چسبندگی سلولی نقش دارند. مواد هسته‌ای یا میتوکندری بسیار کمی وجود داشت، که نشان می‌دهد ردپای مرگ عمدتا حاوی عناصر غشایی و اسکلت سلولی است.

وقتی سلول‌های ایمنی (ماکروفاژها) در نزدیکی ردپای مرگ قرار گرفتند، به طور مؤثر محل مرگ سلولی را شناسایی کردند. ماکروفاژهایی که در معرض ردپا قرار گرفتند، در پاکسازی سایر سلول‌های در حال مرگ پس از آن بهتر عمل کردند، که نشان می‌دهد این ردپا آنها را برای کار پاکسازی  آماده می‌کند. در سلول‌های آلوده به آنفولانزای A، ردپای مرگ حاوی پروتئین‌های ویروسی بودند که ذرات ویروسی کامل و عفونی هستند که در خارج از سلول میزبان وجود دارند. وقتی این وزیکول‌های آلوده با سلول‌های سالم مخلوط شدند، عفونت را گسترش دادند و نشان دادند که ردپای مرگ می‌تواند به عنوان یک مخزن ویروسی عمل کند. این بدان معناست که همان فرآیندی که به سیستم ایمنی کمک می‌کند سلول‌های مرده را پیدا کند، در برخی موارد می‌تواند توسط ویروس‌ها برای آلوده کردن سلول‌های جدید نیز ربوده شود.

با این وجود، ردپای می‌تواند توضیح دهد که چگونه برخی ویروس‌ها حتی پس از مرگ سلول‌های آلوده، در بافت‌ها باقی می‌مانند و گسترش می‌یابند. از آنجایی که ردپا به ماکروفاژها کمک می‌کند تا سلول‌های مرده را پیدا کرده و از بین ببرند، ممکن است الهام‌بخش استراتژی‌های جدیدی برای تقویت ترمیم بافت یا کنترل التهاب باشد. مطالعه بیشتر می‌تواند منجر به درمان‌هایی شود که پاسخ‌های ایمنی را دقیق‌تر تعدیل می‌کنند.