“اطلس سلولی” عروق مغز، سکته مغزی را با سلول های ایمنی جدید مرتبط می کند

تصویربرداری عروق مغزی اعتبار: © Michel Royon / Wikimedia Commons، CC BY-SA 3.0

در کاری که مطالعه بیماری‌هایی مانند سکته و زوال عقل را افزایش می‌دهد، محققان دانشگاه کالیفرنیا سانفرانسیسکو تمام سلول‌هایی را که رگ‌های خونی مغز انسان را تشکیل می‌دهند، همراه با مکان‌های آنها و ژن‌های رونویسی شده در هر کدام فهرست‌بندی کرده‌اند.

این اطلس بیش از 40 نوع سلول قبلا ناشناخته را مشخص می کند، از جمله جمعیتی از سلول های ایمنی که ارتباط آنها با سلول های عروقی مغز منجر به خونریزی سکته مغزی هموراژیک می شود. این شکل ویرانگر سکته مغزی 10 تا 15 درصد از سکته های مغزی در ایالات متحده را به خود اختصاص می دهد که بیشتر در میان افراد جوان تر است. حدود نیمی از سکته های هموراژیک کشنده هستند.

به گفته دانشمندان، این یافته ها به عنوان پایه ای برای تحقیقات جدید بر روی عروق مغز در سطح جهان عمل خواهد کرد.

اتان وینکلر، MD، Ph.D.، جراح مغز و اعصاب و همکار تحقیقاتی UCSF گفت: «این تحقیق نقشه و لیستی از اهداف را به ما می دهد تا شروع به توسعه درمان های جدید کنیم که می تواند روش درمان بسیاری از بیماری های عروق مغزی را تغییر دهد. موسسه ویل برای علوم اعصاب و یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه، که در شماره 27 ژانویه منتشر شده است. علوم پایه.

گره خوردن در عروق مغز

این تیم به سرپرستی ادیب ابلا، MD، دانشیار جراحی مغز و اعصاب و دانیل لیم، MD، دکترا، پروفسور جراحی مغز و اعصاب، هر دو عضو مؤسسه علوم اعصاب UCSF Weill، همراه با توماس نواکوفسکی، Ph.D. سلول‌های ناهنجاری‌های شریانی وریدی، یا AVM، درهم‌تنیدگی شریان‌های ضعیف در مغز را که اغلب منبع سکته‌های هموراژیک هستند، تجزیه و تحلیل کرد. آنها AVM ها را با نمونه هایی از عروق مغزی طبیعی از پنج داوطلب که قبلاً تحت عمل جراحی مغز برای صرع بودند، مقایسه کردند. UCSF، رتبه 1 در جراحی مغز و اعصاب توسط US News، یک مرکز ملی پیشرو برای جراحی و مراقبت AVM مغز است.

برخی از 44 نمونه بافت AVM که در طی جراحی های ظریف انجام شده توسط ابلا، رئیس جراحی مغز و اعصاب به دست آمده بود، در حالی که هنوز دست نخورده بود از مغز بیمار خارج شده بود و نمونه های دیگر تنها پس از شروع خونریزی خارج شدند. سه نوع بافت – AVMهای معمولی، سالم و AVMهایی که خونریزی کرده بودند – به محققان این امکان را داد تا تصویر کامل تری از تفاوت بین نحوه عملکرد طبیعی سلول ها و در حالات مختلف بیماری به دست آورند.

این تیم با همکاری مرکز تحقیقات عروق مغزی، از تعیین توالی mRNA تک سلولی روی بیش از 180000 سلول برای تعیین اینکه کدام ژن در نمونه‌های مختلف بیان می‌شود و بیان ژن را با مکان سلول مطابقت داد، استفاده کرد. چانگ کیم، دانشجوی فارغ التحصیل بیوانفورماتیک در UCSF و نویسنده ارشد این مطالعه، سپس تجزیه و تحلیل های کامپیوتری را توسعه داد که بیان ژن را در سلول های نرمال و بیمار مقایسه می کرد.

غافلگیری سلول های ایمنی

نتایج نه تنها انواع سلول‌های جدید، بلکه جمعیتی از سلول‌های ایمنی را نشان داد که به نظر می‌رسد با سلول‌های ماهیچه صاف در شریان‌های بیمار ارتباط برقرار می‌کنند و آن‌ها را ضعیف می‌کنند و منجر به سکته می‌شوند. دانشمندان مشکوک هستند که سیستم ایمنی بدن توسط ناهنجاری هایی مانند AVM ها فعال می شود. اما نواکوفسکی گفت: “بدون این مطالعه، ما نمی‌توانیم این جمعیت بسیار خاص از سلول‌های خون را که ممکن است محرک‌های کلیدی پیشرفت بیماری باشند، مشخص کنیم.”

او افزود که شناسایی این سلول های ایمنی خاص به طور کامل نحوه تفکر محققان را در مورد درمان این نوع بیماری عروقی تغییر می دهد. اگر سلول ها در خون گردش کنند، ممکن است با تعدیل سیستم ایمنی، خطر سکته کاهش یابد.

نواکوفسکی گفت: «این پتانسیل درمانی بزرگی را باز می کند.

این پتانسیل فراتر از سکته است. این نقشه می تواند به بررسی هر گونه بیماری عصبی- عروقی، از جمله یکی از شایع ترین آنها کمک کند: زوال عقل.

لیم می‌گوید: «بسیاری از اشکال زوال عقل، از جمله آلزایمر، به نظر می‌رسد که زمینه عروقی دارند. ما به اطلسی مانند این نیاز داریم تا بهتر درک کنیم که چگونه تغییرات در عروق می تواند به از دست دادن شناخت و حافظه کمک کند.

لیم گفت: “این کار واقعاً یک همکاری زیبا بین جراحان دانشمندان و زیست شناسان مولکولی بود که در مکانی با دسترسی باورنکردنی به نمونه های بالینی اتفاق افتاد.” “این چیزی است که موسسه علوم اعصاب ویل در UCSF را بسیار خاص می کند.”

لیم افزود، در حالی که بسیاری از مؤسسات به همه این منابع حیاتی دسترسی ندارند، به مجموعه داده های این مطالعه دسترسی خواهند داشت. نواکوفسکی معتقد است که این اطلاعات به محققان در سراسر جهان اجازه می‌دهد تا تجزیه و تحلیل‌های بسیار کم‌هزینه‌تری را روی تعداد زیادی از بیماران انجام دهند، که این تنها راه برای دریافت تصویر کامل‌تر از نحوه عملکرد بیماری‌های عروقی است.

لیم گفت: “درک بیماری عروق مغزی در سطح سلولی و مولکولی، کار بسیاری از محققان را به مسیرهای جدیدی می برد.”

“جدول تناوبی” برای سلول ها

مطالعه این تیم به Human Cell Atlas، یک تلاش بین المللی برای ایجاد نقشه های مرجع سلولی برای کل بدن کمک می کند.

نواکوفسکی این اطلس ها را «جدول تناوبی انواع سلول» می نامد. همانطور که جدول تناوبی شیمیایی عناصر را در ساختاری سازماندهی می کند که به شیمیدانان اجازه می دهد تا روابط بین آنها را بر اساس جایی که در جدول ظاهر می شوند ترسیم کنند، اطلس سلول های انسانی مکان سلول ها را در بدن و برهمکنش های حاصل از آن بین آنها را نشان می دهد.

در حالی که کارهای زیادی در سرتاسر جهان برای تولید این اطلس ها برای اندام ها و بافت های مختلف در حال انجام است، بسیاری از آنها فقط مکان های جغرافیایی سلول ها را ترسیم می کنند. مقایسه سلول‌های طبیعی و غیرطبیعی در این تحقیق آن را به سطح بالاتری می‌برد و راهنمایی بسیار دقیقی برای توسعه دارو ارائه می‌دهد.

نواکوفسکی گفت: “مطالعه ما واقعاً نشان می دهد که چگونه می توان از اطلس سلولی استفاده کرد.” “با “جدول تناوبی” خود به عنوان مرجع، می‌توانیم بپرسیم کدام سلول ممکن است در بیماری دچار مشکل شود و دقیقاً آن سلول‌ها را برای درمان هدف قرار دهیم.