دانشمندان چگونه می توانند راهی برای مقابله با پیری پیدا کنند؟

رمز من: مقابله با پیری و عوارض ناشی از آن همیشه هدفی بزرگ برای انسان ها بوده است و خیلی از پژوهشگران تلاش می کنند تا راهی برای رسیدن به این هدف پیدا کنند.

به گزارش رمز من به نقل از ایسنا، جهان به سرعت درحال پیشرفت علمی و ارائه نوآوری است اما از سویی، با افزایش مرگ و میر ناشی از بیماری های مزمن، شیوع اختلال در سبک زندگی و افزایش تأثیر استرس محیطی بر روند پیری نیز دست و پنجه نرم می کند. افزایش سن، بر پیشروی بعضی از بیماری ها تأثیر می گذارد، انسان را مستعد مبتلاشدن به بیماری های دیگر می کند و در نهایت به مرگ منجر می شود. بیماری ها، پیشبینی کننده مرگ و میر ناشی از پیری یا ناشی از دلیلهای دیگر هستند.
پیری، تخریب نهایی ساختار بدن و عملکرد یک موجود زنده است. مکانیسمی که یک ارگانیسم از راه آن تحت تاثیر پیری قرار می گیرد، با تعادل بین لطمه سلولی و ترمیم سلول های لطمه دیده کنترل می شود. هنگامی که لطمه سلولی از ظرفیت یک سلول برای ترمیم خود فراتر برود، پیر شدن ارگانیسم شروع می شود.
علاوه بر این، تجمع لطمه سلولی در بلندمدت، توانایی ارگانیسم را برای حفظ یک محیط داخلی ثابت به رغم وجود تغییرات در محیط خارجی می کاهد. بدتر شدن عملکرد هموستازی، حساسیت ارگانیسم را نسبت به بیماری ها بالا می برد و دلیلی است در خصوص این که پیری، نتایج نگران کننده ای را برای سلامتی به همراه دارد.
از طرفی، جهش در مواد ژنتیکی، ناهنجاری های کروموزومی و استعداد ژنتیکی، به بروز بیماری های کروموزومی، چند عاملی، تک ژنی، مسری و قابل انتقال کمک می نماید. استعداد ژنتیکی بخصوص در کنار شرایط محیطی سبب می شود که بعضی از افراد بیشتر از دیگران به بیماری مبتلا شوند یا احتمال اینکه در نهایت به یک بیماری مزمن خاص یا بیماری غیرواگیر مبتلا شوند، افزایش یابد.
درک مکانیسم های خاصی که سلول ها از راه آن پیر می شوند، برای کشف روش هایی می توانند روند پیری را به تأخیر بیاندازند یا کند کنند، موثر است. بررسی نقش خاص ژنتیک در بیماری می تواند به توسعه درمان های ژنتیکی کمک نماید که نه تنها بیماری را در انسان درمان می کنند، بلکه از انتقال ژن های عامل بیماری به نسل های بعدی نیز جلوگیری می کنند.

نقش جهش ژنتیکی در پیری و بروز بیماری
تجمع تدریجی لطمه DNA و همینطور بروز تغییرات در ساختار DNA، به تغییر ذاتی سلول و پیر شدن آن منجر می شود. تغییرات DNA به تغییر یافتن پروتئین هایی می انجامد که توسط ژن ها بیان می شوند و این تغییر عملکرد سلول را در پی دارد. بعلاوه، پروتئین هایی که ژن خاصی را رمزگذاری می کنند، بعنوان واسطه های کلیدی پیری سلول و بروز پیری کلی شناسایی شده اند. یکی از این ژن های رمزگذاری کننده پروتئین، "مهارکننده فعال کننده پلاسمینوژن نوع I" یا (PAI-I) است.
افزایش بیان این پروتئین، بعنوان یک عامل هدایت کننده در پیشروی خیلی از بیماری های لطمه زا در نظر گرفته می شود و همینطور با بروز چند بیماری ناشی از افزایش سن همراه می باشد. پیری اغلب با بیان بیش از حد PAI-I همراه می باشد و همین موضوع PAI-I را بعنوان نشانگر و واسطه کلیدی پیری نشان داده است.
پیری اغلب با بیان بیش از حد PAI-I همراه می باشد و همین موضوع PAI-I را بعنوان نشانگر و واسطه کلیدی پیری نشان داده است.
با افزایش سن، این پروتئین در بافت های متعدد بدن افزایش می یابد. علاوه بر این، مشخص شده است که افزایش PAI-I، پیشروی تصلب شرایین و ترومبوز را به همراه دارد که در افراد مسن و افراد مبتلا به "سندرم ورنر"(Werner’s syndrome) مشاهده می شود.
بررسی ها نشان داده اند که سطح PAI-I در فیبروبلاست های به دست آمده از جنین موش نسبت به فیبروبلاست های به دست آمده از موش های مسن تر، بالاتر است اما بیان بیش از حد PAI-I می تواند با بروز چاقی و مقاومت نسبت به انسولین در دیابت نوع دو، بیماری های قلبی-عروقی و همچنین، بیماری های التهابی ارتباط داشته باشد.
مشاهده اثر این تغییرات در بروز پیری و لطمه شناسی های گوناگونی که با بیان بیش از حد PAI-I مرتبط هستند، به در نظر گرفتن کاربرد مهارکننده های PAI-I انجامیده است که سطوح PAI-I را کم می کنند و بنابراین، بعنوان واسطه ای در فرآیندهای خطر در رابطه با PAI-I عمل می کنند.
پژوهش دانشمندان چینی که در ۲۳ دسامبر سال ۲۰۲۱ به چاپ رسید، ژن معروف به "FOXO3" را بعنوان یک تنظیم کننده هموستاز معرفی نمود که قادر به ادغام چندین مسیر سیگنال دهی است که نسبت به تغییرات محیطی، حساس هستند. این پژوهش نشان داده است که FOXO3 با اثرات نامطلوب این چند مسیر که ناشی از تغییرات بیرونی مانند استرس اکسیداتیو، استرس متابولیک و محرومیت از فاکتور رشد هستند، مقابله می کند.
نتایج این پژوهش نشان داد که FOXO3، با طول عمر بالای انسان همراه می باشد و به صورت شگفت انگیزی، با کاهش عوارض ناشی از بیماری های قلبی-عروقی ارتباط دارد. بدین ترتیب، میتوان اظهار داشت که FOXO3 نقش مهمی در نحوه پیری عروق ایفا می کند. غیرفعال شدن FOXO3 در چندین بیماری عروقی در رابطه با افزایش سن نقش دارد. در بررسی های تجربی، سلول های عروقی انسان که FOXO3 در آنها مهندسی شده بود، بهبود هموستاز عروقی را نشان دادند و پیری عروق در آنها به تعویق افتاد.
جهش در بعضی از ژن های خاص، به مقاومت بیشتر در مقابل استرس، کاهش سرعت تجمع لطمه و افزایش طول عمر می انجامد. بعنوان نمونه، جهش در ژنی که پروتئین معروف به "p66shc" را رمزگذاری می کند، مقاومت در مقابل آپوپتوز ناشی از استرس اکسیداتیو را در سلول های کشت شده در آزمایشگاه بالا می برد.

درمان هایی که هورمون رشد را هدف قرار می دهند
برای درک مکانیسم هایی که دانشمندان از راه آنها می توانند طول عمر را بالا برند و سلامتی را بهبود ببخشند، ابتدا باید ژن های خاصی تجزیه و تحلیل شوند که در طول عمر و محافظت در مقابل بیماری نقش دارند. پژوهش های بسیاری روی موش ها انجام شده اند تا تغییرات ژنتیکی خاصی را نشان دهند که می توانند روند پیری را به تعویق بیندازند.
بعضی از پژوهشها این نظریه را مطرح کرده اند که رشد جسمی و پیری، با حضور هورمون رشد مرتبط می باشد که گیرنده روی سلول را فعال می کند و به تولید "فاکتور رشد شبه انسولین ۱" (IGF-1) و رشد کردن می انجامد. پژوهشگران، نقش این هورمون در پیری را روی موش ها نشان داده اند.
بعضی از پژوهشها این نظریه را مطرح کرده اند که رشد جسمی و پیری، با حضور هورمون رشد مرتبط می باشد که گیرنده روی سلول را فعال می کند و به تولید "فاکتور رشد شبه انسولین ۱" (IGF-1) و رشد کردن می انجامد. پژوهشگران، نقش این هورمون در پیری را روی موش ها نشان داده اند.
بااینکه راهبردهای درمانی برای هدف قرار دادن هورمون رشد در انسان محدود هستند اما پژوهشگران کوشش می کنند که اثربخشی درمان های مبتنی بر پروتئین و گیرنده هورمون رشد را در بررسی های خود نشان دهند.
نقش هورمون رشد در پیری پستانداران همواره در پژوهش های بالینی و تجربی بررسی شده است. کاهش هورمون رشد ناشی از افزایش سن، بعنوان نشانه ای از پیری عصبی غدد درون ریز و همچنین، بعنوان یکی از علل تغییر ترکیب بدن و سایر نشانه های ناخوشایند پیری در نظر گرفته می شود.
از سوی دیگر، پژوهش هایی که روی موش ها و انسان ها انجام شده اند، نشان می دهند که افزایش یافتن هورمون رشد تا سطح لطمه زا می تواند با افزایش ریسک بیماری و کاهش امید به زندگی همراه باشد و پیری را سرعت ببخشد. در هر حال، قابلیت گسترده هورمون رشد بعنوان یک عامل ضد پیری توجه زیادی را به خود جلب کرده است.
روابط پیچیده بین سیگنال دهی هورمون رشد و پیری پستانداران، توجه خیلی از پژوهشگران را به خود جلب می کند. پژوهشی که در سال ۲۰۲۱ توسط پژوهشگران "دانشگاه ایلینوی جنوبی" (SIU) انجام شد، شواهدی را در بر دارد که نشان می دهند تأثیر هورمون رشد بر حفظ ژنوم در سلول های طبیعی نسبت به سلول های سرطانی، به شدت متفاوت می باشد. این نتایج نشان می دهند که هورمون رشد در روند پیری و پیشروی سرطان نقش دارد.
پژوهشی که در ۱۶ دسامبر سال ۲۰۲۱ در "مرکز پزشکی سیدرز ساینای"(Cedars-Sinai Medical Center) آمریکا انجام شد، نشان داده است که سطح هورمون رشد، با افزایش سن روده بزرگ تغییر می کند. این کشف می تواند به توسعه یک درمان جدید ضد پیری کمک نماید. این پژوهش که در مجله "Cell Reports" به چاپ رسید، سرنخ های مهمی را در مورد چگونگی فعال شدن هورمون رشد ارائه می دهد.

درمان های مبتنی بر سلول های بنیادی
سلول های بنیادی می توانند از راه جایگزینی سلول های لطمه دیده، در بازسازی اندام ها و بافت های بدن نقش داشته باشند. با افزایش سن، میزان لطمه سلولی از ظرفیت سلول های بنیادی بیشتر می شود. این موضوع، راه را برای توسعه درمان های ضد پیری باز می کند که مستقیما سلول های بنیادی را هدف قرار می دهند و توالی های دخیل در بازسازی را فعال می کنند.
این روش هدفمند امکان دارد با ترمیم آسیب، شرایط سلول را بهبود ببخشد. علاوه بر این، لطمه کل اندام ها را میتوان با جایگزینی کامل اصلاح کرد. این اندام های جدید، از سلول های بنیادی که هنگام تولد از بند ناف برداشت شده اند، پرورش می یابند. این سلول ها ظرفیت تبدیل شدن به هر سلولی را در بدن انسان دارند. دانشمندان می توانند این سلول ها را در دمای پایین ذخیره کنند و آنها را برای پرورش اندام ها در مراحل بعدی به کار ببرند. این توانایی، امکان جایگزینی هر عضو یا بافتی را در بدن انسان فراهم می آورد.
سستی ناشی از پیری، یک سندروم پیچیده سالمندی است که با افزایش سن شیوع بیشتری می یابد و به علت نتایج نامطلوب مکرر، یک مشکل عمده برای سلامتی به حساب می آید. سستی با ایجاد اختلال در هموستاز فیزیولوژیکی و کاهش تدریجی وضعیت سلامتی مشخص می شود. عوامل گوناگونی در ایجاد سستی ناشی از افزایش سن نقش دارند که از میان آنها میتوان به بی ثباتی ژنوم، لطمه DNA، تغییرات اپی ژنتیک و فرسودگی سلول های بنیادی اشاره نمود.
پژوهشی که در سال ۲۰۲۱ در "دانشگاه پزشکی گوئیژو"(Guizhou Medical University) چین انجام شده است، نشان داده است که شاید بتوان از سلول های بنیادی مزانشیمی در درمان سستی ناشی از پیری استفاده نمود. سلول های بنیادی مزانشیمی می توانند لطمه های ناشی از پیری را بازسازی کنند و خواص ضد التهابی داشته باشند. پیوند سلول های بنیادی مزانشیمی بعنوان یک راهبرد درمانی امیدوارکننده برای رسیدگی به مشکلات ناشی از پیری، توجه خیلی از پژوهشگران را به خود جلب کرده است.
سلول های بنیادی مزانشیمی می توانند لطمه های ناشی از پیری را بازسازی کنند و خواص ضد التهابی داشته باشند. پیوند سلول های بنیادی مزانشیمی بعنوان یک راهبرد درمانی امیدوارکننده برای رسیدگی به مشکلات ناشی از پیری، توجه خیلی از پژوهشگران را به خود جلب کرده است.
دانشمندان آمریکایی در پژوهشی که در هفتم مه سال ۲۰۲۱ انجام شد، نشان دادند که استفاده از سلول های بنیادی مزانشیمی می تواند بعنوان راهبردی برای درمان پیری پوست به کار برود. دانشمندان در این پروژه، بعضی از شواهد در ارتباط با درمان با سلول های بنیادی مزانشیمی را برای بهبود ساختار و عملکرد پوست سالخورده مورد بررسی قرار دادند. نتایج این پژوهش نشان می دهند که از این نوع سلول های بنیادی میتوان برای ترمیم و جوان سازی پوست درحال پیری بهره برد.
سلول های بنیادی بالغ، هموستاز و بازسازی بافت را حفظ می کنند. کاهش عملکرد آنها اغلب با افزایش سن مرتبط می باشد که با از دست دادن پیش رونده عملکردهای فیزیولوژیکی در چندین بافت و اندام مشخص می شود. پژوهشگران "کالج دانشگاهی لندن" (UCL) در پژوهشی که در ۲۱ نوامبر سال ۲۰۲۱ انجام شد، نشان دادند که سلول های بنیادی به دست آمده از عضلات اسکلتی می توانند بعنوان راهبردی برای مقابله با پیری مورد استفاده قرار بگیرند.

نقش ژن درمانی در مقابله با بیماری ها
دانشمندان با اصلاح نقایص ژن در سلول یا معرفی ژن های جدید به سلول می توانند از ژن درمانی برای درمان اختلالات بدن انسان استفاده کنند. آنها می توانند با برش ژن های معیوب و جایگزین کردن ژن های جدید، نقایص و اختلالات را رفع کنند.
علاوه بر این، از این تکنولوژی میتوان برای حذف ژن های معیوب به منظور پیشگیری از انتقال آنها به نسل های بعدی استفاده نمود. پیشبینی می شود که دانشمندان در آینده بتوانند با ایجاد یک کروموزوم مصنوعی که بیان ژن آن می تواند به دلخواه صورت بگیرد، از بروز چنین معایبی در نسل های بعدی جلوگیری نمایند. این فناوری، متد جدیدی برای بیان ژن ارائه می دهد و بیان ژن های معیوب را محدود می کند.
این کار طی فرآیندی صورت می گیرد که در پی جداسازی ژن معیوب به واسطه ساختن یک نقشه ژنتیکی کامل از شخص، توسعه DNA نوترکیب و شبیه سازی این DNA در میزبان انجام می شود. سپس، بیان این ژن های شبیه سازی شده را میتوان نسبت به ژن های معیوب در اولویت قرار داد.
همچنین، دانشمندان می توانند مشکلاتی مانند بیماری های قلبی-عروقی و سرطان را حل کنند، واکسن هایی برای جلوگیری از ایدز عرضه کنند و به کاهش مالاریا در کشورهای درحال توسعه کمک کنند. در مورد بیماری های قلبی-عروقی، دانشمندان می توانند از روش تقسیم سریع سلول های سرطانی استفاده کنند و نحوه تقسیم مجدد را به سلول های قلب بیاموزند.
پژوهشگران "دانشگاه هاروارد"(Harvard University)، روش درمانی جدیدی ابداع نموده اند که می تواند در توقف روند پیری موثر باشد. پژوهش های علمی بسیاری در مورد "تلومرها"(telomeres) که پایانه های فیزیکی کروموزوم های خطی هستند، انجام شده است. این پایانه ها هنگام تقسیم شدن سلول، کوتاه تر می شوند اما پژوهشگران امیدوارند که روزی بتوانند با دخالت در این فرایند، روند پیری و بیماری های ناشی از آنرا تنظیم کنند. پژوهشگران دانشگاه هاروارد، مجموعه ای از مولکول های کوچک را کشف کرده اند که می توانند طول تلومر را در موش ها بازگردانند. پژوهشگران تصمیم گرفتند که ایمنی این روش درمان و تاثیر آنرا در هدف قرار دادن سلول های بنیادی حامل مواد مورد نظر برای تشکیل تلومراز بررسی نمایند. آنها در مرحله بعدی آزمایش های خود، سلول های بنیادی انسان را به بدن موش ها وارد کردند و آنها را با ترکیبات جدید مورد درمان قرار دادند. با این روش، طول تلومر در سلول های بنیادی بازگشت و اثر بیماری در موش ها دیده نشد.
پژوهشگران "دانشگاه هاروارد"(Harvard University)، روش درمانی جدیدی ابداع نموده اند که می تواند در توقف روند پیری موثر باشد.

محدودیت ها
به رغم مزایای قابل توجه فراهم شده توسط ژنتیک و استفاده از آن در بهبود طول عمر، کاربردهای خاص این روش با اعتراضاتی روبرو شده است که آنها را غیراخلاقی و مختل کننده فرآیندهای عادی زندگی می دانند. یکی از این راهبردها که برداشتن سلول های بنیادی پرتوان از بلاستوسیست به منظور رشد بافت های بدن را شامل می شود، بسیار غیراخلاقی در نظر گرفته شده است.
علاوه بر این، تداخل با خط زایایی امکان دارد عواقب نامطلوبی را برای شخص مورد اصلاح قرار گرفته و نسل های آینده به همراه داشته باشد. هیچ روش دقیقی برای پیشبینی قطعی تأثیری که پیوند ژن های خاص بر زندگی خواهد داشت، وجود ندارد و دانشمندان امکان دارد ناخواسته در اجزای حیاتی بدن انسان تداخل ایجاد کنند.
اگر اصلاح ژنتیکی به کار رفته روی موش ها که با نتایج منفی همراه بوده است، روی انسان به کار گرفته شود، عواقب شدیدی برای نژاد بشر خواهد داشت. علاوه بر این، تهیه یک نقشه ژنتیکی کامل از مردم امکان دارد به فاش شدن اطلاعات شخصی آنها برای شرکتهای بیمه منجر شود و برپایه استعداد شخص نسبت به بیماری های خاص که درمان آنها اغلب پرهزینه و دشوار است، تبعیض را به همراه داشته باشد.

افزایش امید به زندگی
به رغم محدودیت های اخلاقی که دانشمندان در اجرای بعضی از فناوری های مبتنی بر مهندسی ژنتیک با آنها مواجهند، این فناوری ها امید به زندگی آینده را برای انسان ها به همراه دارند. خیلی از بیماری هایی که عامل میزان قابل توجهی از موارد مرگ و میر به شمار می روند، با ژنتیک مرتبط هستند و این ارتباط، راهبردهای موثری را برای مدیریت بیماری ها ارائه می دهد.
این فناوری ها می توانند افزایش امید به زندگی و تاخیر در مرگ و میر را به همراه داشته باشند. علاوه بر این، شناسایی ژن های خاص و پروتئین هایی که آنها رمزگذاری می کنند و همینطور مشخص کردن عوارض جانبی در رابطه با پیوند زدن، برش دادن و اصلاحات ژن، توسعه درمان های ضد پیری را تسهیل می کند و سبب می شود تا عوارض جانبی ناخواسته به وجود نیایند.

منبع: ramzeman.ir

1401/01/03

14:44:11

5.0 / 5

642

تگهای خبر: اطلاعات , تكنولوژی , تولید , دانشمند

اگر مطلب را پسندیدید لایک کنید

(1)

(0)

تازه ترین مطالب مرتبط

نظرات بینندگان در مورد این مطلب

نظر شما در مورد این مطلب

نام:

ایمیل:

نظر:

سوال:

= ۲ بعلاوه ۵