شباهت‌های گورخرماهی با انسان، آنها را به مدل‌های مفیدی برای مطالعه بیماری‌های پوستی مانند ویتیلیگو و ملانوم تبدیل می‌کند

ملانوسیت ها زیرمجموعه کوچکی از سلول های اپیدرمی هستند که نقش بزرگی در محافظت از پوست شما در برابر اثرات مخرب قرار گرفتن در معرض نور خورشید دارند. آنها این کار را با سنتز ملانین‌ها انجام می‌دهند که رنگدانه‌هایی هستند که به سلول‌های دیگر پوست فرستاده می‌شوند تا از آنها در برابر نور مضر فرابنفش محافظت کنند. فقدان ملانوسیت‌های فعال باعث طیف وسیعی از بیماری‌های پوستی می‌شود، از جمله سرطان پوست و ویتیلیگو، یک بیماری خود ایمنی که در آن بدن به ملانوسیت‌ها حمله می‌کند و باعث ایجاد تکه‌هایی از پوست بی‌رنگ می‌شود.

نزدیک به 20 سال است که روی ملانوسیت ها و نقش آنها در بیماری مطالعه می کنم. مشکلات رشد ملانوسیت‌های انسانی در کشت‌های سلولی، محققانی مانند من را به استفاده از مدل‌های جایگزین برای مطالعه آنها سوق داده است.

آزمایشگاه من و دیگران در استفاده از گورخرماهی برای مطالعه ملانوسیت ها پیشگام بوده اند. با استفاده از این ماهی کوچک آب شیرین به عنوان ارگانیسم نمونه، تیم من و من اخیراً روش جدیدی را کشف کردیم که در آن ملانوسیت ها بازسازی می شوند. این فرآیند انعطاف‌پذیری را برای این سلول‌ها برای بهبودی از آسیب‌ها فراهم می‌کند و ممکن است برای انواع دیگر بافت‌ها قابل استفاده باشد.

وجه اشتراک گورخرماهی و مردم

دانشجویان جدید و غیردانشمندان اغلب از من می پرسند “چرا ماهی گورخری؟” دلایل مختلفی وجود دارد که گورخرماهی مدل خوبی برای مطالعه ملانوسیت ها است.

ملانوسیت‌های موجود در گورخرماهی از بسیاری جهات شبیه به ملانوسیت‌های موجود در افراد هستند. این سلول‌ها در جنین‌ها به همان روشی که در انسان رشد می‌کند، از همان برنامه‌های ژنتیکی استفاده می‌کنند و ملانین‌های مشابهی را می‌سازند. اختلال عملکرد ملانوسیت در گورخرماهی نیز منجر به همان بیماری ها و سرطان های موجود در افراد می شود.

بر خلاف ملانوسیت‌های پوست موش یا انسان، ملانوسیت‌های گورخرماهی در نوارهای تیره و پوسته‌های خالدار آن‌ها از بیرون قابل مشاهده هستند. محققان می توانند کل ماهی را مستقیماً زیر میکروسکوپ قرار دهند و بدون نیاز به بیوپسی سلول ها را ببینند.

نکته مهم این است که محققان می‌توانند روی ملانوسیت‌های گورخرماهی آزمایش‌هایی انجام دهند که غیراخلاقی است یا انجام آن با مردم غیرممکن است. برخلاف مطالعاتی که از ملانوسیت‌های جدا شده در پتری دیش استفاده می‌کنند، این آزمایش‌ها می‌توانند در زمینه یک حیوان کامل انجام شوند، جایی که ما می‌توانیم پوست اطراف و سایر عوامل بیولوژیکی را برای تأثیر آنها بر نحوه رفتار و عملکرد ملانوسیت‌ها بررسی کنیم.

تنوع سلول های بنیادی ملانوسیت

در کاری که توسط تایلر فرانتز، دانشجوی فارغ التحصیل در آزمایشگاه من رهبری می شود، تیم ما توجه ما را بر روند بازسازی ملانوسیت های جدید پس از آسیب متمرکز کرده است.

بازسازی ملانوسیت برای بهبودی از اختلالات پوستی مانند ویتیلیگو مهم است. همچنین به شرایط مرتبط با افزایش سن مانند سفید شدن مو مربوط می شود، که در آن سلول های بنیادی ملانوسیت یا می میرند یا خاموش می شوند و دیگر ملانوسیت های بالغی که به مو رنگ می دهند تولید نمی کنند.

برای مطالعه بازسازی ملانوسیت، این سلول‌ها را از گورخرماهی حذف کردیم و روند رشد مجدد آن‌ها را دنبال کردیم. از آنجایی که سلول های بنیادی ملانوسیت در گورخرماهی به صورت خارجی قابل مشاهده هستند، ما این سلول ها را در زمان واقعی ردیابی کردیم تا نحوه تقسیم و بلوغ آنها را ببینیم. علاوه بر این، ما اندازه‌گیری کردیم که کدام ژن در سلول‌های بنیادی ملانوسیت فردی و فرزندان آن‌ها در طول بازسازی بیان می‌شوند.

ما دریافتیم که ملانوسیت‌های در حال مرگ با ارسال سیگنال برای سلول‌های بنیادی ملانوسیت – سلول‌هایی که می‌توانند ملانوسیت‌های جدید ایجاد کنند – این فرآیند بازسازی را آغاز می‌کنند. با کمال تعجب، ما دو نوع سلول بنیادی را شناسایی کردیم که هر کدام مسیر متفاوتی را برای ساخت ملانوسیت‌های جدید در پیش گرفتند. یکی از انواع سلول های بنیادی مستقیماً به ملانوسیت های تولید کننده ملانین تبدیل می شود. نوع دیگر سلول های بنیادی به دو نوع سلول دختر تقسیم شد. یک نوع ملانوسیت های جدید و دیگری سلول های بنیادی جدید آماده پاسخگویی به آسیب های آینده بود.

محققان می‌دانند که یک سلول بنیادی منفرد می‌تواند انواع مختلفی از سلول‌های مورد نیاز برای بازسازی بافت را بسازد. مطالعات گورخرماهی ما نشان می دهد که چندین سلول بنیادی مختلف در پوست، و به طور بالقوه سایر بافت ها، می توانند با هم یک نوع سلول خاص را پس از آسیب بازسازی کنند. درگیری سلول های بنیادی متعدد احتمالاً بازسازی را قادر می سازد تا با انواع مختلف آسیب ها هماهنگ شود.

از ماهی گرفته تا مردم

یافته های ما از گورخرماهی احتمالاً مربوط به پوست انسان است. وقتی سلول‌های گرفته‌شده از مایع درون تاول را در پوست انسان بررسی کردیم، سلول‌هایی را یافتیم که به‌طور چشمگیری شبیه سلول‌های بنیادی ملانوسیت گورخرماهی هستند. ما در حال برنامه‌ریزی هستیم تا ببینیم آیا این سلول‌های انسانی در بازسازی پوست فعال می‌شوند تا ملانوسیت‌های جدیدی بسازند که هویت آنها را به عنوان سلول‌های بنیادی ملانوسیت تایید می‌کند.

در نهایت، ما استفاده از این یافته‌ها را برای توسعه درمان‌هایی در نظر می‌گیریم که سلول‌های بنیادی ملانوسیت را دوباره تقویت می‌کنند، که می‌تواند به معکوس کردن از دست دادن رنگ پوست در ویتیلیگو و سایر بیماری‌ها کمک کند. چنین درمان هایی همچنین ممکن است به مقابله با ریزش رنگدانه های مرتبط با افزایش سن در مو و پوست کمک کند.

ویژگی‌های منحصربه‌فرد گورخرماهی به ما این امکان را داده است که روش جدیدی از بازسازی سلولی را کشف کنیم. به دلیل شباهت‌های بین گونه‌ای، ما انتظار داریم که این یافته‌ها و بسیاری از یافته‌های دیگر از تحقیقات در مورد گورخرماهی در زیست‌شناسی انسان اعمال شود.

این مقاله از The Conversation تحت مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.