الخلايا في جسمنا "تتقدم في العمر" عندما تتضرر أو تتعرض للإجهاد، مما يؤدي إلى توقف النمو. لم تعد هذه الخلايا الهرمة تنقسم أو تدخل في برنامج موت نشط يسمى موت الخلايا المبرمج، ولكنها تنتج سلسلة من الجزيئات الالتهابية والجزيئات المعززة للنمو (المعروفة مجتمعة باسم جزيئات SASP)، والتي تؤثر على الخلايا المحيطة. مما يؤدي إلى تغييرات في مجموعة من العمليات الفسيولوجية وحتى المرض. لقد وجدت التجارب على الحيوانات أن إزالة الخلايا الهرمة يمكن أن تخفف من سلسلة من الخصائص المرضية. ولذلك، تعتبر الخلايا الهرمة هدفا علاجيا هاما للوقاية من الأمراض المرتبطة بالعمر.
في بحث حول الخلايا الهرمة، اكتشف باحثون من جامعة جلاسكو في المملكة المتحدة ومايو كلينك في الولايات المتحدة مؤخرًا أن إطلاق جزيئات SASP الضارة المسببة للالتهابات من الخلايا الهرمة يحدث في الواقع بسبب الميتوكوندريا الموجودة في الخلايا.
وقد فاجأ هذا الاكتشاف العلماء. لأنه يُعتقد عمومًا أن الميتوكوندريا تلعب دورًا رئيسيًا في عملية موت الخلايا المبرمج. أثناء عملية موت الخلايا المبرمج بأكملها، تعد نفاذية الغشاء الخارجي للميتوكوندريا (MOMP) على نطاق واسع هي المفتاح للتوسط في موت الخلية النهائي. اكتشف الباحثون الآن أن نفاذية الغشاء الخارجي للميتوكوندريا تحدث أيضًا أثناء الشيخوخة الخلوية، وهو مصير مختلف تمامًا عن موت الخلايا المبرمج. هذه هي الطريقة نفس الشيء؟
وفقا لورقة الباحثين المنشورة في مجلة Nature، فقد وجدوا في الخلايا الهرمة أن نفاذية الغشاء الخارجي تحدث في جزء صغير من الميتوكوندريا، وليس على مناطق واسعة. ولذلك، يسمونها الأقلية MOMP (miMOMP للاختصار).
هذا المستوى من التسرب لا يحفز موت الخلايا المبرمج، لكنه يطلق الحمض النووي الموجود داخله في السيتوبلازم، وهو ما يكفي لتنشيط مسار cGAS-STING، "الإنذار" داخل الخلية الذي يراقب الحمض النووي غير الطبيعي، وبالتالي يسبب استجابة التهابية. . دع الخلايا الهرمة تطلق جزيئات SASP مثل IL-6 و IL-8.
والخبر السار هو أن الباحثين ذهبوا إلى اكتشاف أن هذا التسرب الجزئي للميتوكوندريا يمكن "معالجته" لوقف الالتهاب وتحقيق تأثيرات مضادة للشيخوخة.
BAX وBAK هما بروتينان مهمان لـMOMP، وقد لاحظ الباحثون أيضًا تنشيط BAX أثناء أحداث miMOMP في الخلايا الهرمة.
وجد الباحثون أنه في الخلايا المتقدمة في السن، تكون معظم الميتوكوندريا في حالة من الاندماج المفرط، في حين يتم كسر عدد قليل فقط من الميتوكوندريا، مما يؤدي إلى ظاهرة miMOMP. يعد miMOMP كافيًا لتعزيز إفراز الحمض النووي للميتوكوندريا بشكل أعلى في السيتوبلازم من خلال تنشيط BAX/BAK، الذي ينشط cGAS-STING، وهو المسار التنظيمي الرئيسي لـ SASP، ويؤدي في النهاية إلى حدوث SASP.
لذلك، حاول الباحثون استخدام مثبطات BAX الجزيئية الصغيرة لعلاج الخلايا الهرمة من أجل تثبيط miMOMP.
وقد حققت هذه الطريقة الجديدة نتائج واعدة. لا يمكنه فقط تجنب تسرب الميتوكوندريا وإطلاق جزيئات SASP بشكل فعال في تجارب الخلايا المختبرية، ولكن أيضًا يجعل الفئران الكبيرة في السن تبدو أصغر سنًا في التجارب على الحيوانات. بالمقارنة مع الفئران الأكبر سنا من نفس العمر، أظهرت الفئران الأكبر سنا التي عولجت بمثبطات BAX تنسيقا عصبيا عضليا أفضل، وتوازنا أقوى وقوة قبضة العضلات، وانخفاض الالتهاب في الدماغ. على الرغم من أن العمر لم يتغير بشكل ملحوظ، إلا أنه يمكن الحفاظ على الصحة العامة لفترة أطول في سن الشيخوخة.
"يكشف عملنا عن وجود صلة غير متوقعة بين الخصائص الالتهابية للخلايا الهرمة والميتوكوندريا." وخلص البروفيسور ستيفن تيت، المؤلف المشارك للورقة البحثية ومن كلية علوم السرطان بجامعة غلاسكو بالمملكة المتحدة، إلى أنه "وجدنا أن نفاذية الغشاء الخارجي للميتوكوندريا، والذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بموت الخلايا، يعزز أيضًا "الاستجابة الالتهابية في الخلايا الهرمة. تفتح هذه النتائج مجالات جديدة للبحث وتفتح آفاقًا مثيرة في تطوير علاجات مضادة للشيخوخة."
مراجع:
[1] ستيلا فيكتوريلي وآخرون، يؤدي الإجهاد الاستماتي إلى إطلاق الحمض النووي الميتوكوندري أثناء الشيخوخة ويحفز SASP. الطبيعة (2023) دوي: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06621-4
[2] العلماء يفكون الأسرار البيولوجية لعملية الشيخوخة. تم الاسترجاع في 19 أكتوبر 2023 من https://phys.org/news/2023-10-scientists-biological-secrets-aging.html