دانشمندان نقش سلول‌های ایمنی را در تخریب نورون‌ها در بیماری ALS کشف کرده‌اند

به گزارش مجله خبری نگار، بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) به تدریج نورون‌های حرکتی - سلول‌های عصبی که سیگنال‌ها را از مغز به عضلات منتقل می‌کنند - را از بین می‌برد. اکنون، محققان مکانیسم غیرمنتظره‌ای را در پشت این فرآیند کشف کرده‌اند: میکروگلیا، سلول‌های ایمنی در مغز و نخاع، می‌توانند از یک سیستم ویژه برای شناسایی و از بین بردن نورون‌های هنوز زنده استفاده کنند. ایزوستیا گزارش می‌دهد که چگونه میکروگلیا باعث می‌شود سلول‌ها سیگنال‌های کاذب برای نابودی ارسال کنند و چرا مسدود کردن این مکانیسم نتایج متفاوتی به همراه داشته است.

ALS یک بیماری پیشرونده است که در آن نورون‌های حرکتی به تدریج از کار می‌افتند و ناپدید می‌شوند. این امر ارتباط بین مغز و عضلات را مختل می‌کند. علائم با لرزش و از دست دادن هماهنگی شروع می‌شوند، اما با گذشت زمان، می‌توانند منجر به ناتوانی در راه رفتن، صحبت کردن، غذا خوردن و نفس کشیدن شوند.

برای مدت طولانی، تمرکز تحقیقات ALS بر روی نورون‌های حرکتی بود. با این حال، میکروگلیا‌ها - سلول‌های ایمنی واقع در مغز و نخاع - نیز در طول این بیماری بسیار فعال می‌شوند. محققان موسسه سالک بر آن شدند تا دلیل این اتفاق را کشف کنند. نتایج مطالعه آنها در پورتال Medical Xpress منتشر شد.

دانشمندان بر گیرنده‌های TAM، خانواده‌ای از پروتئین‌ها که در حذف سلول‌های در حال مرگ نقش دارند، تمرکز کردند. به طور معمول، سلول‌های در حال مرگ سیگنال متمایز "من را بخور" را روی سطح خود نشان می‌دهند که توسط سیستم TAM شناسایی می‌شود. محققان این فرضیه را مطرح کردند که در ALS، این مکانیسم ممکن است دچار نقص شود و میکروگلیا را علیه نورون‌های زنده هدایت کند.

نورون‌های زنده هدف میکروگلیا‌ها می‌شوند

دانشمندان برای آزمایش فرضیه خود، از رایج‌ترین مدل موشی ALS، یعنی SOD۱، استفاده کردند. این حیوانات حامل پروتئین جهش‌یافته SOD۱ هستند که باعث ALS در انسان می‌شود. محققان دریافتند که در نخاع موش‌های SOD۱، بسیاری از نورون‌های حرکتی قبلاً توسط میکروگلیا‌ها احاطه شده‌اند. علاوه بر این، سطح پروتئین‌های TAM، به ویژه Axl و Mer، در این حیوانات افزایش یافته است.

دانشمندان با بررسی دقیق‌تر نورون‌ها، فسفاتیدیل‌سرین را روی سطح آنها کشف کردند - همان مولکول‌هایی که باید سیگنال حذف سلول را ارسال کنند. مشکل این بود که این «سیگنال‌های خوردن» روی سلول‌هایی ظاهر می‌شدند که هنوز نمرده بودند. سیستم TAM میکروگلیا‌ها را به سمت آنها هدایت کرد و پس از آن سلول‌های ایمنی نورون‌های زنده را بلعیدند.

حذف پروتئین‌های TAM روند بیماری را تغییر داد

سپس محققان آزمایش کردند که اگر دو پروتئین خانواده TAM - Axl و Mer - را حذف کنند چه اتفاقی می‌افتد. نتیجه غیرمنتظره بود: موش‌ها سریع‌تر بیمار شدند، اما بیشتر عمر کردند.

وقتی تعداد نورون‌های حرکتی را در موش‌های فاقد پروتئین‌های Axl و Mer با تعداد آنها در موش‌های دارای این پروتئین‌ها مقایسه کردیم، دریافتیم که از دست دادن پروتئین‌های TAM منجر به از دست دادن کنترل عضلات نمی‌شود.

وضعیت خود میکروگلیا‌ها نیز تغییر کرد. در نخاع موش‌های SOD۱، این سلول‌ها پر از نورون‌های درگیر شده بودند، اما پس از غیرفعال کردن سیستم TAM، این تجمع به طرز چشمگیری کاهش یافت. بنابراین، محققان نتیجه گرفتند که میکروگلیا‌ها از سیستم TAM برای کشتن سلول‌هایی که هنوز نمرده‌اند استفاده می‌کنند.

این یافته‌ها به توضیح چگونگی ارتباط فعالیت میکروگلیا با پیشرفت و مرگ و میر ناشی از ALS کمک می‌کند. با این حال، دانشمندان معتقد نیستند که صرفاً حذف سیستم TAM درمان بهینه باشد.

برای اینکه درمان‌هایی که سیستم TAM را هدف قرار می‌دهند واقعاً مؤثر باشند، باید مکانیسم‌های اساسی که باعث ALS یا سایر بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر یا پارکینسون می‌شوند را نیز مورد توجه قرار دهند.

این کار همچنین یک مسیر بالقوه دیگر را گشود: استفاده از سیستم TAM در ایمونوتراپی. پس از آنکه دانشمندان نشان دادند که این مکانیسم می‌تواند میکروگلیا را به سلول‌های زنده هدایت کند، گروه‌های تحقیقاتی در ژاپن و کره جنوبی پروتئین‌های TAM را توسعه دادند که می‌توانند سلول‌های خاص را برچسب‌گذاری کرده و میکروگلیا را به سمت آنها جذب کنند. در آزمایش‌ها، یکی از این پروتئین‌ها به از بین بردن سلول‌های B زنده در موش‌های مبتلا به لوپوس کمک کرد، در حالی که دیگری به از بین بردن سلول‌های سرطانی زنده و کاهش رشد تومور‌های ملانوما کمک کرد.

به گفته نویسندگان، این رویکرد می‌تواند به طور بالقوه جایگزینی برای ایمونوتراپی‌های سلولی پیچیده‌تر باشد: به جای ایجاد سلول‌های کامل، می‌توان پروتئین‌های TAM را که به نوع سلول مورد نظر اختصاص داده شده‌اند، توسعه داد.