پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

روزی را تصور کنید که نیازی به انتقال خون از افراد ناشناس نباشد، به این دلیل ‌که می‌توان آن را از سلول‌هایی که عروق خونی شما را می‌پوشانند تولید کرد.

محققان حوزه پزشکی در دانشگاه نیو ساوث ولز سیدنی (University of New South Wales (UNSW)  ) با شناسایی مکانیسمی(در موش‌ها) که به طور طبیعی در پستانداران به منظور تولید خون از سلول‌هایی که رگ‌های خونی را پوشانده‌اند، صورت می‌پذیرد، اولین گام مهم را برداشته‌اند.  هویت سلول‌هایی که این فرآیند را تنظیم می‌کنند تا‌ کنون یک معما بوده است.

در مقاله‌ای که اخیراً در ژورنال Nature Cell Biology منتشر شده است، تیمی از محققان چگونگی حل این معما را از طریق شناسایی سلول‌هایی در جنین که می‌توانند سلول‌های اندوتلیال بالغ را به سلول‌های بنیادی خون تبدیل کنند، توضیح می‌دهند. این سلول‌ها به نام «Mesp1-derived PDGFRA+ stromal cells » شناخته می‌شوند.

در جنین موش، اولین سلول‌های بنیادی خونساز (HSCs) در اواسط بارداری (روز 10.5جنینی ، E10.5) از سلول های اندوتلیال هموژنیک پوشاننده سطح شکمی آئورت پشتی از طریق گذر از حالت اندوتلیال به حالت هماتوپوئتیک (endothelial-to haematopoietic transition) در ناحیه‌ای به نام آئورت-گناد-مزونفروس aorta-gonad-mesonephros (AGM)) ( پدیدار می‌شوند. این HSC ها در کبد جنین و جفت گسترش یافته و در مغز استخوان که به عنوان محل اصلی خون‌سازی بزرگسالان عمل می‌کند، ساکن می‌شوند.

اندوتلیوم هموژنیک در میان روز های  8.5 و 10.5  جنینی مشخص شده و مراحل pre-HSC را طی می‌کند تا HSC ها را در میان روز های 10.5 و  12.5جنینی در ناحیه آئورت-گناد-مزونفروس (AGM)تولید کند.

شکل‌گیری HSC ها در AGM تحت تاثیر سیگنال‌های NOTCH19، WNT20، BMP21،22 و سایر سیگنال‌های دریافتی از سلول‌های اطراف می‌باشد. این سیگنال‌ها تا حدودی با تنظیم بیان فاکتورهای رونویسی هماتوپوئتیک، از جمله اجزای شبکه رونویسی FLI1، GATA2 و SCL، GFI1-GFI1B و RUNX1، خون‌سازی را تسهیل می‌کنند.

سلول‌های استرومایی PDGFRA+ مشتق شده از مزودرم ( (Mesp1der PSCs) mesoderm-derived PDGFRA+ stromal cells) به اندوتلیوم هموژنیک آئورت پشتی منجر شده و در روز های 11.5 -10.5 جنینی در ناحیه آئورت-گناد-مزونفروس (AGM) ساکن می‌گردند ، ولی در روز 13.5 جنینی با  neural- crest-derived PSCs (Wnt1der PSCs)جایگزین می‌شوند .

تجمع سلول‌های اندوتلیال غیرهموژنیک با Mesp1der PSC ولی نه با Wnt1der PSC منجر به فعال‌سازی یک برنامه رونویسی هماتوپوئتیک در سلول‌های اندوتلیال و تولید long-term HSCs شد. مهار وابسته به دوز سیگنالینگ PDGFRA یا BMP، WNT و NOTCH این رویداد بازبرنامه ریزی را منقطع کرد.

 Mesp1der PSCs واقع در ناحیه آئورت-گناد-مزونفروس می‌توانند به طور بالقوه به منظور تولید long-term HSCs از اندوتلیوم به کار گرفته شوند.

اگرچه تحقیقات بیشتری برای ورود این مطالعات به بالین نیاز است، این کشف می‌تواند قدم مهمی در حوزه‌ی پزشکی بازساختی با فراهم کردن یک ابزار توانمند جدید در راستای تولید سلول‌های بنیادی خونی قابل پیوند، باشد.

Mystery cells that create blood stem cells in mammals identified

Chandrakanthan, V., Rorimpandey, P., Zanini, F. et al. Mesoderm-derived PDGFRA⁺ cells regulate the emergence of hematopoietic stem cells in the dorsal aorta. Nat Cell Biol 24, 1211–1225 (2022). https://doi.org/10.1038/s41556-022-00955-3