تكشف "خلايا الزومبي" عن محركات جديدة للالتهابات المزمنة، وقد يكون استقلاب الميتوكوندريا هدفًا رئيسيًا

الملخص:

مع تقدمنا ​​في السن، ستستمر الخلايا الهرمة في التراكم في جسم الإنسان. توقفت هذه الخلايا، التي تسمى غالبًا "خلايا الزومبي"، عن الانقسام ولكنها تظل نشطة في التمثيل الغذائي وتستمر في إطلاق جزيئات التهابية، مما يساهم في الالتهاب المزمن المرتبط بالضعف وأمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان والأمراض التنكسية العصبية وغيرها من الأمراض المرتبطة بالشيخوخة.

اكتشفت دراسة جديدة أجرتها Mayo Clinic بالتعاون مع معهد Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute آلية غير معروفة سابقًا تشرح كيف تقوم الخلايا الهرمة بتحويل الجينات الالتهابية إلى حالة نشطة للغاية. تظهر النتائج أن الميتوكوندريا المختلة تتفاعل مع الآليات اللاجينية التي تنظم نشاط الجينات، مما قد يوفر طرقًا جديدة لتقليل الالتهاب الضار دون إزالة الخلايا الهرمة مباشرة.

تم نشر هذه الدراسة في مجلة Nature وهي مبنية على سنوات عديدة من البحث في المجتمع الأكاديمي. وقد ركزت الأبحاث السابقة على النمط الظاهري الإفرازي المرتبط بالشيخوخة، وهو مجموعة من الجزيئات الالتهابية التي تطلقها الخلايا الهرمة.

وقال الدكتور جواو باسوس، كبير مؤلفي الدراسة والباحث في مايو كلينك، إن المجالات ذات الصلة تعمل منذ سنوات عديدة على القضاء على الخلايا الهرمة، وقد اتبعوا نهجا مختلفا: بدلا من قتل هذه الخلايا، يجب عليهم دراسة ما إذا كان بإمكانهم إيقاف الآلية الالتهابية التي تجعلها ضارة.

اكتشف مختبر بازوس سابقًا أن الميتوكوندريا التالفة تسرب الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) للميتوكوندريا إلى داخل الخلية. يمكن لهذه الجزيئات الجينية "في غير مكانها" تنشيط المسارات المناعية التي تعزز الالتهاب. يظهر بحث جديد أن هذا الإنذار الالتهابي هو مجرد جزء من العملية.

وقالت الدكتورة هيلين مارتيني، المؤلفة الأولى للدراسة والباحثة في مايو كلينك، إن فريق البحث وجد أن الإشارات الالتهابية وحدها ليست كافية لتنشيط الجينات ذات الصلة بشكل كامل. وتتطلب هذه الخلايا أيضًا إشارات استقلابية من الميتوكوندريا، مما يغير طريقة تشغيل الجينات الالتهابية.

تتضمن هذه الإشارة الإضافية أسيتيل CoA. أسيتيل CoA هو جزيء ينتج عن استقلاب الميتوكوندريا. ووجد الباحثون أن الخلايا الهرمة تنتج المزيد من أسيتيل مرافق الإنزيم أ، مما يدعم التعديلات اللاجينية، وهي تغييرات كيميائية تؤثر على ما إذا كانت الجينات نشطة دون تغيير التسلسل الأساسي للحمض النووي.

تجعل هذه التعديلات الجينات الالتهابية في متناول الآلية الجزيئية المسؤولة عن قراءة الجينات في الخلايا، وبالتالي تعزيز التعبير عن الجينات ذات الصلة. بمعنى آخر، تنقسم العملية إلى قسمين: تسرب الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) للميتوكوندريا مسؤولان عن تحفيز الإشارات الالتهابية، في حين يوفر استقلاب الميتوكوندريا "إذنًا" على المستوى الجزيئي للجينات الالتهابية ليتم تشغيلها بالكامل في النهاية.

د. وقال مارتيني إن هذا طريق جديد تمامًا. ووجد فريق البحث أن الميتوكوندريا المختلة وظيفيا يمكن أن تعزز الالتهاب عن طريق التحكم في المفاتيح اللاجينية التي تعمل على تشغيل الجينات الالتهابية.

كما حدد الباحثون نقطة محتملة للتدخل العلاجي. ركزوا انتباههم على SLC25A1. هذا هو ناقل سترات الميتوكوندريا الذي يشارك في توفير المواد اللازمة لإنتاج أسيتيل CoA، والذي يعد أساسًا مهمًا للتغيرات اللاجينية المذكورة أعلاه.

عندما قام الباحثون بحظر SLC25A1، كان هناك كمية أقل من أسيتيل مرافق الإنزيم-أ في الخلايا وانخفض تنشيط الجينات الالتهابية، على الرغم من بقاء الإشارة الالتهابية المناعية الأولية. يكشف هذا الاكتشاف عن عقدة تحكم لم يتم التعرف عليها سابقًا في العملية الالتهابية، مما يشير إلى أن استهداف هذا المسار قد يكون قادرًا على تعزيز عملية شيخوخة أكثر صحة في المستقبل دون تدمير الخلايا الهرمة.