بازآرایی سامانه خونساز در روند پیری
مطالعه‌ای تازه در نشریه Nature توضیح می‌دهد که چگونه روند پیری، سامانه خونساز بدن را بازآرایی می‌کند. این پژوهش که هم در انسان و هم در موش انجام شده، نشان می‌دهد که با افزایش سن، شمار کمی از سلول‌های بنیادی خونساز –یا همان «کلون‌ها»– نسبت به سایرین برتری می‌یابند و به‌تدریج کنترل تولید خون را در دست می‌گیرند. در نتیجه، ذخیره سلول‌های بنیادی خون کاهش می‌یابد و تولید خون در دست کلون‌هایی می‌افتد که تمایل بیشتری به ساخت سلول‌های میلوئیدی (نوعی از سلول‌های ایمنی مرتبط با التهاب مزمن) دارند.
زمان شروع تغییرات و پیامدهای احتمالی
این دگرگونی‌ها از حدود ۵۰ سالگی قابل شناسایی‌اند و تا ۶۰ سالگی تقریباً در همه افراد دیده می‌شوند. پژوهشگران معتقدند کاهش تنوع کلون‌ها ممکن است یکی از دلایل inflammaging باشد – یعنی همان التهاب مزمنِ پایدار که با افزایش سن پدید می‌آید و ما را نسبت به بیماری‌ها آسیب‌پذیرتر می‌کند. یافته‌ها در هر دو گونه انسان و موش مشاهده شده‌اند و نشان می‌دهند این پدیده یکی از ویژگی‌های بنیادین پیری سامانه خونساز در پستانداران است.
کاربردهای آینده در پیشگیری و جوان‌سازی
این پژوهش می‌تواند راه را برای روش‌های جدیدی باز کند که علائم هشداردهنده پیری ناسالم را خیلی پیش‌تر از بروز علائم بالینی شناسایی می‌کنند، و به این ترتیب در پیشگیری از بیماری‌هایی مانند سرطان یا اختلالات ایمنی نقش داشته باشند. همچنین درهای تازه‌ای به‌سوی مطالعه اثربخشی درمان‌های جوان‌سازی در انسان می‌گشاید – زمینه‌ای که پیش‌تر عمدتاً محدود به تحقیقات حیوانی بوده است.
رقابت سلول‌های بنیادی در جوانی و پیری
به گفته دکتر لارس فلتن، سرپرست گروه در مرکز تنظیم ژنوم در بارسلونا و یکی از نویسندگان اصلی مطالعه، “سلول‌های بنیادی خون ما برای بقا با هم رقابت می‌کنند. در دوران جوانی، این رقابت به سامانه‌ای متنوع و غنی منجر می‌شود، اما در دوران سالمندی، برخی سلول‌ها کنار می‌روند و تنها چند سلول بنیادی باقی‌مانده تلاش مضاعفی برای جبران این کاهش می‌کنند. نتیجه آن، کاهش تنوع و در نهایت شکننده شدن سامانه خونساز است، چرا که سامانه‌ای متنوع می‌تواند به طیف وسیع‌تری از تنش‌ها پاسخ دهد.”
استفاده از اپی‌موتاسیون برای بازسازی تاریخچه خونسازی
محدودیت‌های مهندسی ژنتیک و راه‌حل جایگزین
برای دستیابی به این یافته‌ها، تیم تحقیقاتی باید یک چالش فنی دیرینه را حل می‌کردند. بدن انسان در جوانی بین ۵۰ تا ۲۰۰ هزار سلول بنیادی خونساز فعال دارد که روزانه ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیارد سلول خونی جدید تولید می‌کنند. ردیابی منشأ این سلول‌ها مستلزم مهندسی ژنتیکی DNA است – کاری که در انسان عملی یا اخلاقی نیست.
به‌جای این روش، پژوهشگران به سراغ اپی‌موتاسیون‌ها رفتند – یعنی تغییراتی در برچسب‌های شیمیایی موسوم به نشانگرهای متیلاسیون که به DNA متصل می‌شوند. این برچسب‌ها به سلول‌ها کمک می‌کنند که بدانند کدام ژن‌ها را باید فعال یا غیرفعال کنند. با هر تقسیم سلول بنیادی، الگوی متیلاسیون به سلول‌های دختر منتقل می‌شود و مانند یک «بارکد» طبیعی، اطلاعاتی ماندگار از منشأ سلولی به‌جای می‌گذارد که پژوهشگران می‌توانند آن را بخوانند و «درخت خانوادگی» سلول‌ها را ترسیم کنند.
معرفی تکنیک EPI-Clone برای بازسازی شجره‌نامه سلولی
موزاییک اپی‌ژنتیکی بدن انسان
دکتر آلخو رودریگز-فراتیسلی از موسسه IRB بارسلونا، نویسنده همکار این مقاله، می‌گوید: “بدن ما مجموعه‌ای از تغییرات ژنتیکی منحصر به‌فرد دارد، اما از نظر اپی‌ژنتیکی نیز مانند یک موزاییک عمل می‌کند. گروه‌هایی از سلول‌ها – حتی اگر عملکردهای متفاوتی پیدا کنند – نشانگرهای متیلاسیون مشابهی دارند که آن‌ها را به یک سلول بنیادی مشترک برمی‌گرداند. اکنون برای نخستین‌بار توانسته‌ایم این شجره‌نامه اپی‌ژنتیکی را به‌دست آوریم.”
توسعه EPI-Clone برای خوانش بارکدهای متیلاسیون
پژوهشگران برای انجام این کار، تکنیکی نو به نام EPI-Clone توسعه دادند که «بارکدهای متیلاسیون» را از سلول‌های منفرد می‌خواند. این روش با استفاده از فناوری Tapestri شرکت Mission Bio ساخته شد و به آنان اجازه داد تاریخچه تولید خون را در انسان و موش بازسازی کنند و تعیین کنند کدام سلول‌های بنیادی در تولید خون نقش داشته‌اند و کدام‌یک در گذر زمان از چرخه خارج شده‌اند.
به گفته دکتر مایکل شرر از مرکز تحقیقات سرطان آلمان، این متیلاسیون DNA مانند کد دودویی (باینری) عمل می‌کند: در هر موقعیت ژنومی، جایگاه یا متیله شده است یا نه – چیزی شبیه ۰ و ۱. این اطلاعات ساده را می‌توان به بارکدی طبیعی تبدیل کرد که توسط هر سلول بنیادی به نوادگانش منتقل می‌شود.
الگوهای پیری سلول‌های خونساز در انسان و موش
غلبه کلون‌های بزرگ در خون مسن
مطالعه نشان داد که در خون جوان، هزاران سلول بنیادی مختلف در ساخت گلبول‌های قرمز، سفید و پلاکت‌ها نقش دارند. اما در موش‌های پیر، حدود ۷۰ درصد از سلول‌های بنیادی خون از تنها چند ده کلون بزرگ تشکیل شده‌اند (در مقایسه با حدود ۵۰ درصد در موش‌های جوان). در انسان نیز الگوی مشابهی دیده شد، اگرچه درصد دقیق در بین افراد ۳۵ تا ۷۰ ساله متفاوت بود.
آغاز روند از ۵۰ سالگی به بعد
به گفته ایندرانیل سینگ، دانشجوی دکتری و نویسنده نخست مقاله، این تغییر از تنوع به سلطه تصادفی نیست، بلکه الگوی ساعت‌مانند دارد. “از ۵۰ سالگی این روند آغاز می‌شود و پس از ۶۰ سالگی تقریباً اجتناب‌ناپذیر است.”
همچنین مشخص شد برخی کلون‌های غالب، جهش‌هایی دارند که با خونسازی کلونال (CH) مرتبط‌اند؛ پدیده‌ای که در آن برخی سلول‌های بنیادی خون جهش‌هایی می‌یابند که به آن‌ها اجازه رشد و تکثیر سریع‌تر می‌دهد. این فرایند با افزایش سن شایع‌تر شده و خطر بیماری‌های قلبی، سکته و سرطان خون را افزایش می‌دهد. اما جالب اینکه بسیاری از کلون‌های غالبِ مشاهده‌شده هیچ جهش شناخته‌شده‌ای نداشتند، که نشان می‌دهد گسترش کلون‌ها بخشی طبیعی از روند پیری خون است و لزوماً به معنای خطر سرطان نیست.
یافته‌ها می‌توانند در آینده به پزشکان اجازه دهند «رفتار کلون‌ها» را به‌عنوان نشانگر اولیه بیماری‌های مرتبط با پیری بررسی کنند. افرادی که کاهش سریع‌تری در تنوع یا رشد پرسرعت کلون‌های پرخطر دارند، می‌توانند زودتر شناسایی و مراقبت پیشگیرانه دریافت کنند.
گام‌های پیشِ‌رو در پزشکی دقیق
همچنین دیده شد که بسیاری از کلون‌های غالب در سن بالا گرایش بیشتری به تولید سلول‌های میلوئیدی دارند – سلول‌هایی که با التهاب مزمن در ارتباط‌اند. مطالعات پیشین روی موش‌ها نشان داده‌اند که حذف انتخابی سلول‌های بنیادی با تمایل میلوئیدی می‌تواند الگوی جوان‌تری به سامانه خون ببخشد و پاسخ ایمنی را بهبود دهد.
توانایی EPI-Clone برای هدف‌گیری درمان‌های دقیق
برای بررسی درمان‌های جوان‌سازی در انسان، نخست باید کلون‌های مشکل‌زا شناسایی شوند – کاری که پیش از این ممکن نبود. اما اکنون EPI-Clone این امکان را با استفاده از بارکدهای طبیعی (و بدون نیاز به مهندسی ژنتیکی) فراهم کرده است.
دکتر فلتن می‌گوید: “اگر می‌خواهیم از درمان‌های عمومی ضدپیری فراتر برویم و به پزشکی دقیق برای پیری برسیم، به ابزاری مانند EPI-Clone نیاز داریم. تا زمانی که مشکل را نبینیم، نمی‌توانیم آن را حل کنیم – و حالا برای نخستین‌بار، این امکان برای انسان فراهم شده است.”
گذار از درمان عمومی به پزشکی شخصی‌شده
دکتر رودریگز-فراتیسلی در پایان می‌افزاید: «ما فقط نشان دادیم چه چیزی ممکن است. اکنون هدف آن است که EPI-Clone را برای کاربردهای بالینی بهینه کنیم.»
منبع:
Clonal tracing with somatic epimutations reveals dynamics of blood ageing. Nature, 2025; DOI: 10.1038/s41586-025-09041-8
تهیه و تنظیم: سید طه نوربخش
تأیید و نظارت: فائزه محمدهاشم-متخصص ژنتیک
