عناصر RNA ویروسی باستانی، فرآیند ترمیم استخوان را آغاز می‌کنند

به گزارش مجله خبری نگار، حدود نیمی از ژنوم انسان از قطعاتی از DNA مشتق شده از ویروس‌های باستانی تشکیل شده است. اکنون مشخص شده است که این «عناصر قابل انتقال» (TEs) نقش‌های مختلفی در تعدیل بیان ژن و بیماری ایفا می‌کنند. اکنون، یک تیم بین‌المللی به رهبری محققان KAUST نشان داده‌اند که یک عنصر قابل انتقال رایج به نام RNA LINE-۱ نقش مثبتی در تحریک ترمیم استخوان دارد و کاربرد‌های بالقوه‌ای در درمان پوکی استخوان و بسیاری از بیماری‌های دیگر دارد. این مقاله در مجله EMBO منتشر شده است.

آریانا مانگیاواچی، نویسنده‌ی این مطالعه از دانشگاه KAUST، که به همراه والریو اورلاندو، عضو هیئت علمی و همکارانش روی این مطالعه کار می‌کرد، می‌گوید: «دانشمندان زمانی تصور می‌کردند که TE‌ها بی‌اهمیت یا حتی مضر هستند. با این حال، اکنون بسیاری از نقش‌های مثبت TE‌ها کشف شده است و کار ما روی ترمیم استخوان، دانش جدیدی را به این حوزه اضافه می‌کند.»

تحقیقات مانگیاواچی و اورلاندو بر فرآیند پیری و نحوه پاسخ بدن به عوامل استرس‌زای محیطی در طول زمان متمرکز است. دانشمندان می‌دانند که سطح TE‌ها با افزایش سن افراد افزایش می‌یابد، اما نقش آنها در سلامت بافت به خوبی درک نشده است. کار قبلی مانگیاواچی و همکارانش ارتباطی بین فعالیت RNA LINE-۱ و سلامت استخوان را نشان داد، بنابراین تیم می‌خواست مکانیسم‌های دخیل در این امر را آزمایش کند.

ابتدا، این گروه آزمایش‌های تعیین توالی را در موش‌های مبتلا به شکستگی استخوان انجام دادند و دریافتند که TE ها، به‌ویژه RNA‌ی LINE-۱، برای مدت کوتاهی پس از شکستگی افزایش می‌یابند.

مانگیاواچی می‌گوید: «مطالعات بیشتر نشان داد که RNA‌ی LINE-۱ یک برنامه التهابی تنظیم‌شده را فعال می‌کند که به نوبه خود یک مسیر سیگنالینگ خاص را برای ترمیم شکستگی القا می‌کند.»

محققان سپس TE‌ها را در سلول‌های استخوانی (استئوبلاست‌ها) گرفته شده از زنان یائسه مبتلا به پوکی استخوان و گروه کنترل سالم بررسی کردند. TE ها، به ویژه LINE ها، در استخوان‌های ران سالم با تراکم استخوان بالا بسیار بالا بودند، در حالی که در استخوان‌های ران با تراکم استخوان کمتر و پوکی استخوان، بیان LINE کم بود.

مانگیاواچی می‌گوید: «ما RNA مصنوعی LINE-۱ را به این کشت‌های سلولی اضافه کردیم و نتایج به طرز شگفت‌آوری واضح بود. استئوبلاست‌های تیمار شده با RNA LINE-۱ فنوتیپ مشخصی را نشان دادند که در آن ماتریکس استخوان به وفور و به سرعت تشکیل شد. مهم‌تر از همه، سلول‌های به دست آمده از بیماران مبتلا به پوکی استخوان با تیمار با RNA LINE-۱ نجات یافتند.»

اورلاندو می‌گوید: «به نظر می‌رسد بدن انسان از TE‌های ویروسی برای ایجاد پاسخ التهابی به آسیب استفاده کرده و در نتیجه سیستم ایمنی ذاتی را برای ترمیم استخوان و بافت تحریک کرده است. به اصطلاح «سمت تاریک» TE‌ها عمداً در ژنوم ما ایجاد شده است و به ما امکان سازگاری و انعطاف‌پذیری بیشتر را می‌دهد.»

مانگیاواچی می‌گوید: «ما معتقدیم که این مکانیسم منحصر به استخوان نیست و بنابراین درمان‌های مبتنی بر RNA مصنوعی LINE-۱ می‌توانند کاربرد‌های متنوعی داشته باشند، از ترمیم قرنیه گرفته تا لوازم آرایشی محافظ پوست. ما مشتاقیم که این یافته‌ها را گسترش دهیم و بفهمیم که چگونه TE‌ها بر سایر انواع سلول‌ها تأثیر می‌گذارند.»