بهبود سریع زخم پوستی با یک اسید آمینه

دانشمندان دریافته‌اند که اسید آمینه سرین(serine) که اسید آمینه رایجی هم است، موجب تسریع بهبود زخم پوستی می‌شود.

کد خبر: ۱۳۱۸۲۴۲

تاریخ: ۳۰ تير ۱۴۰۴ - ۰۶:۰۰

به گزارش تابناک به نقل از ایسنا، هنگامی که پوست آسیب می‌بیند، غرایز بقای سلول‌های بنیادی فعال می‌شوند. اکنون تحقیقات جدید نشان می‌دهد که یک اسید آمینه ساده موسوم به سرین (serine) به سلول‌های بنیادی کمک می‌کند تا رشد مو را به نفع بهبود زخم رها کنند و این امر دریچه‌ای به سوی درمان‌های جدید برای زخم‌های مزمن می‌گشاید.

سلول‌های بنیادی فولیکول مو (HFSCs) سلول‌هایی هستند که به طور مداوم خود را تجدید می‌کنند و مسئول دو عملکرد مهم بدن شامل حفظ چرخه‌های رشد مو از طریق بازسازی فولیکول‌های مو و بازسازی بافت در پوست برای کمک به بهبود زخم هستند.

به نقل از نیو اطلس، تحقیقات جدیدی که توسط دانشگاه راکفلر (Rockefeller) در نیویورک انجام شده، بررسی کرده است که چگونه یک اسید آمینه غیر ضروری به نام «سرین» بر رفتار HFSC‌ها تأثیر می‌گذارد و کشف کرده است که وقتی سطح سرین پایین است، سلول‌ها بهبود زخم را بر رشد مو اولویت می‌دهند.

جسی نواک (Jesse Novak)، نویسنده اصلی این مقاله و دانشجوی دکترای پزشکی در دانشگاه ویل کورنل (Weill Cornell) و دانشجوی دکترای سابق در آزمایشگاه زیست‌شناسی و توسعه‌ی سلول‌های پستانداران راکفلر می‌گوید: محرومیت از سرین، یک تنظیم سلولی بسیار حساس را آغاز می‌کند که سرنوشت سلول را به سمت پوست و دوری از مو تنظیم می‌کند. یافته‌های ما نشان می‌دهد که ممکن است بتوانیم با دستکاری سطح سرین از طریق رژیم غذایی یا داروها، بهبود زخم‌های پوستی را تسریع کنیم.

به عنوان یک اسید آمینه‌ی غیرضروری، انسان‌ها می‌توانند خودشان «سرین» تولید کنند، اما در غذا‌هایی مانند گوشت، مرغ، ماهی، سویا، آجیل و لبنیات نیز یافت می‌شود. «سرین» به عنوان یک بلوک سازنده برای پروتئین‌ها عمل می‌کند و در تکثیر سلولی و مسیر‌های متابولیکی مختلف نیز نقش دارد.

محققان دریافتند که در موش‌هایی که رژیم غذایی کم‌سرین و گلیسین (یک اسید آمینه دیگر) داشتند، HFSC‌ها رشد مو را به تأخیر انداختند و ترمیم زخم، به ویژه روند اپیتلیالیزاسیون مجدد یا ترمیم سد پوستی را تسریع کردند.

اپیتلیالیزاسیون (Epithelialization) فرآیندی است که در آن سلول‌های اپیتلیال، زخم را می‌پوشانند و لایه جدیدی از پوست را تشکیل می‌دهند.

اگرچه «سرین» به عنوان یک اسید آمینه غیر ضروری دسته‌بندی می‌شود، اما اگر HFSC‌ها نتوانند آن را هم از منابع خارجی (یعنی رژیم غذایی) بسازند و هم جذب کنند، با مشکل مواجه می‌شوند.

محققان پاسخ یکپارچه به استرس (ISR) را به عنوان برنامه سلولی داخلی شناسایی کردند که باعث تغییر در عملکرد HFSC در پاسخ به استرس، مانند آسیب یا کمبود «سرین» می‌شود. پاسخ یکپارچه به استرس در HFSC‌ها تحت کمبود «سرین» فعال شد که سلول‌ها را بیشتر شبیه به سلول‌های بنیادی اپیدرمی می‌کند که به بازسازی پوست کمک می‌کنند، نه اینکه نقش معمول رشد مو را دنبال کنند.

نواک می‌گوید: بیشتر زخم‌های پوستی که ما دریافت می‌کنیم ناشی از خراش‌هایی هستند که قسمت بالایی پوست را از بین می‌برند. آن ناحیه محل تجمع سلول‌های بنیادی است که معمولاً در ترمیم زخم نقش دارند، اما وقتی این سلول‌ها از بین می‌روند، سلول‌های بنیادی فولیکول مو را مجبور می‌کنند که رهبری ترمیم را بر عهده بگیرند. با دانستن این موضوع، فکر کردیم که ردیابی این سلول‌های پوستی از طریق بهبود زخم، مدل بسیار خوبی برای آزمایش این است که آیا و چگونه متابولیت‌ها این فرآیند را به طور کلی تنظیم می‌کنند.

پاسخ یکپارچه به استرس را می‌توان مانند یک صفحه مدرج حجمی در نظر گرفت. اگر سطح استرس بالا باشد، مانند آسیب‌دیدگی یا زمانی که سطح «سرین» پایین است، پاسخ یکپارچه به استرس، سلول‌های بنیادی فولیکول مو (HFSCs) را از ساختن مو به سمت ترمیم پوست سوق می‌دهد.

محققان دریافتند که افزایش فعالیت پاسخ یکپارچه به استرس در موش‌ها با استفاده از یک عامل دارویی که اثرات محرومیت از «سرین» را تقلید می‌کند، بهبود زخم را به قیمت از دست دادن بازسازی مو بهبود می‌بخشد.

برعکس، مهار فعالیت با مسدود کردن پروتئین‌های حسگر پاسخ یکپارچه به استرس، این اثرات مرتبط با پوست را معکوس کرد و نقش محوری پاسخ یکپارچه به استرس را در این فرآیند تأیید کرد.

نشانه‌های پاسخ یکپارچه به استرس مشابهی در مدل‌های پوست انسان در لبه زخم‌های در حال بهبود یافت شد که نشان می‌دهد این مکانیسم از نظر فرگشتی (تکاملی) حفظ شده است، به این معنی که در گونه‌های مختلف در دوره‌های طولانی بدون تغییر باقی مانده است.

الین فوکس (Elaine Fuchs)، رئیس آزمایشگاه سلول‌شناسی و زیست‌شناسی و توسعه پستانداران در دانشگاه راکفلر و نویسنده مسئول این مطالعه گفت: هیچ‌کس دوست ندارد مو از دست بدهد، اما وقتی صحبت از بقا در مواقع استرس‌زا می‌شود، ترمیم اپیدرم اولویت دارد. یک تکه موی از دست رفته تهدیدی برای حیوان نیست، اما یک زخم بهبود نیافته یک تهدید است.

محققان بررسی کردند که آیا تجویز دوز بالای سرینِ فوق العاده قوی، باعث بازسازی مو می‌شود یا خیر. متأسفانه برای مبتلایان به ریزش مو، این اتفاق نیفتاد. وقتی به موش‌ها شش برابر مقدار معمول سرین داده شد، سطح سرین آنها تنها ۵۰ درصد افزایش یافت و مشخص شد که بدن، سطح اسید آمینه را به شدت کنترل می‌کند.

نواک می‌گوید: با این حال، ما مشاهده کردیم که اگر از تولید «سرین» توسط یک سلول بنیادی و جبران ضرر‌های آن از طریق رژیم غذایی سرشار از «سرین» جلوگیری کنیم، می‌توانیم تا حدی بازسازی مو را احیا کنیم.

این کشف محققان، پیامد‌های آشکاری در دنیای واقعی، به ویژه در رابطه با بهبود زخم دارد. با هدف قرار دادن پاسخ یکپارچه به استرس از طریق رژیم غذایی یا دارو‌ها ممکن است بتوان سرعت بهبود جراحات سوختگی یا زخم‌های مزمن در افراد مبتلا به دیابت را افزایش داد.

علاوه بر این، درک نقش پاسخ یکپارچه به استرس ممکن است راه‌هایی برای حفظ بازسازی مو به ویژه در ریزش موی ناشی از استرس یا آسیب ارائه دهد.

با این حال، از آنجا که سلول‌های سرطانی نیز می‌توانند از مسیر‌های پاسخ به استرس مانند ISR استفاده کنند، کنترل دقیق هرگونه درمان آینده بسیار مهم خواهد بود.

محققان به بررسی پتانسیل «سرین» برای تسریع بهبود زخم ادامه خواهند داد و قصد دارند سایر اسید‌های آمینه را آزمایش کنند تا ببینند آیا خواص مشابهی دارند یا خیر.

فوکس می‌گوید: به طور کلی، توانایی سلول‌های بنیادی در تصمیم‌گیری در مورد سرنوشت سلول بر اساس سطوح استرسی که تجربه می‌کنند، احتمالاً پیامد‌های گسترده‌ای برای چگونگی سازماندهی ظرفیت‌های بازسازی بافت در مواقع کمبود منابع دارد.