شناسایی مولکولی که چرخه سلولی در قلب را فعال می کند

به گزارش سیناپرس همدان، دستیار پروفسور Shunsuke Funakoshi، دانشیار Yoshinori Yoshida و تیم تحقیقاتی آنها Am80 را به عنوان مولکولی شناسایی کرده اند که چرخه سلولی در قلب را فعال می کند تا تولید و پیوند بافت قلب را افزایش دهد.

برای سلول درمانی قلب، کاردیومیوسیت‌های مشتق شده از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی (hPSC-cardiomyocytes) برای کاربردهای مختلف، مانند مدل‌سازی بیماری‌های قلبی در محیط آزمایشگاهی و تولید بافت‌های قلبی برای پیوند، نوید بخش راهکار های جدیدی هستند. با این حال، این کاردیومیوسیت‌ها اغلب پس از پیوند در قلب آسیب‌دیده زنده نمی‌مانند یا به خوبی ادغام نمی‌شوند، بنابراین اثرات درمانی آن‌ها محدود می‌شود.

برای مقابله با این چالش، محققان بر روی افزایش پتانسیل پیوند hPSC-cardiomyocytes تمرکز کردند. مطالعات قبلی نشان داده اند که رشد سلول های پیوندی در قلب با چرخه سلولی ارتباط نزدیکی دارد. به عنوان مثال، افزایش فعال سازی چرخه سلولی در کاردیومیوسیت ها با اندازه گرافت بزرگتر و بهبود بهتر در عملکرد قلب همراه است. محققان امیدوارند با بررسی روش‌های جدید برای تقویت فعال‌سازی چرخه سلولی در hPSC-cardiomyocytes، عملکرد پیوند را برای سلول‌درمانی قلبی افزایش دهند.

این مطالعه که در Stem Cell Reports منتشر شد، سیستم نشانگر چرخه سلولی مبتنی بر فلورسانس Ubiquitination (FUCCI) را معرفی کرد، یک فناوری به خوبی تثبیت شده که از دو پروتئین همجوشی فلورسنت برای نظارت بر فعال‌سازی چرخه سلولی استفاده می‌کند. محققان سیستم FUCCI را روی کاردیومیوسیت‌های مشتق از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسان (hiPSC-cardiomyocytes) اعمال کردند و فعالیت‌های چرخه سلولی آنها را در طول تمایز قلبی اندازه‌گیری کردند.

با جداسازی این سلول‌ها بر اساس سیگنال‌های FUCCI، محققان تفاوت‌هایی را در الگوهای بیان ژن در مراحل مختلف چرخه سلولی در شرایط آزمایشگاهی شناسایی کردند. علاوه بر این، آنها فعالیت چرخه سلولی hiPSC-cardiomyocytes را قبل از پیوند نشان دادند تا بر پتانسیل تکثیر در داخل بدن آنها پس از پیوند تأثیر بگذارد.

با استفاده از سیستم FUCCI برای غربالگری با توان بالا، محققان Am80، آگونیست گیرنده رتینوئیک اسید را به عنوان ترکیبی شناسایی کردند که به طور موثر چرخه سلولی را در hiPSC-cardiomyocyte ها فعال می کند. درمان hiPSC-cardiomyocytes با Am80 قبل از پیوند به طور قابل توجهی باعث افزایش اندازه گرافت های رشد یافته در قلب آسیب دیده موش شد. این مطالعه همچنین فعال شدن مسیر سیگنالینگ WNT – با واسطه گیرنده های اسید رتینوئیک RARA و RARB – را به عنوان مکانیسم مولکولی زیربنایی فعال سازی چرخه سلولی ناشی از Am80 نشان داد.

به طور کلی، این مطالعه ارتباط بین فعالیت چرخه سلولی و اندازه پیوند و عملکرد hiPSC-cardiomyocytes را نشان می‌دهد. با Am80، تیم تحقیقاتی همچنین روشی کارآمد برای فعال کردن چرخه سلولی در hiPSC-cardiomyocytes برای افزایش اندازه پیوند و بهبود نتایج عملکردی برای پیوند سلولی برای ترمیم قلب‌های آسیب‌دیده ارائه می‌کند. این یافته‌ها به توسعه درمان‌های بازسازی‌کننده با استفاده از hiPSC-cardiomyocytes کمک می‌کنند و بینش‌های جدیدی را در مورد اینکه چگونه می‌توانیم پتانسیل پیوند آنها را برای کاربردهای بالینی به حداکثر برسانیم، ارائه می‌دهد.

منبع: Stem Cell Reports

مترجم: کیانوش کرمی