جهان می تواند مکانی خطرناک باشد و خطرات مختلفی مانند باکتری ها، ویروس ها، تصادفات و جراحات همیشه در اطراف ما کمین کرده اند.
به گزارش تکناک، پوست ما به عنوان سپر عمل می کند و دفاعی استوار در برابر این تهدیدات ایجاد می کند. پوست به عنوان مرز بین محیط داخلی و خارجی عمل می کند و بزرگترین عضو بدن است که تقریباً بطور یکپارچه برای محافظت از ما عمل می کند.
اما با این وجود، پوست در برابر آسیب مصون نیست. پوست صدمات روزانه را تحمل می کند و همچنان سعی می کند با شناسایی و واکنش به این خطرات، ما را ایمن نگه دارد. واکنش در واقع یکی از روش های شناسایی عوامل بیماری زا است که سیستم ایمنی را فعال می کند.
تحقیقات جدیدی که توسط محققان دانشگاه راکفلر انجام شده و در مجله Cell منتشر شده است، مکانیسم محافظتی جدیدی را کشف کرده است که به سیگنال‌های آسیب در بافت آسیب‌دیده، مانند میزان پایین اکسیژن ناشی از اختلال عروق خونی و تشکیل زخم پاسخ می‌دهد. این مکانیسم بدون نیاز به عفونت فعال می شود.
در راس پاسخ، پروتئین اینترلوکین-24 (IL24) قرار دارد که ژن آن در سلول های بنیادی اپیتلیال پوست در لبه زخم القا می شود. پس از آزاد شدن، این پروتئین ترشح شده شروع به کنترل انواع سلول های مختلف برای شروع فرآیند بهبودی می کند.
IL24 عمدتا توسط سلول های بنیادی اپیدرم لبه زخم ساخته می شود، اما بسیاری از سلول های پوست مانند سلول های اپیتلیال، فیبروبلاست ها و سلول های اندوتلیال، گیرنده IL24 را فعال می کنند و به سیگنال پاسخ می دهند. سپس IL24 تبدیل به یک رهبر می شود که ترمیم بافت را هماهنگ می کند.
نکاتی از سیگنال دهی ناشی از پاتوژن
دانشمندان مدت‌هاست متوجه شده‌اند که چگونه پاسخ‌های میزبان در برابر تهدیدات ناشی از پاتوژن بدن ما محافظت می‌کنند و آن هم این است که سلول‌های سوماتیک، باکتری‌ها یا ویروس‌های مهاجم را به عنوان موجودات خارجی تشخیص می‌دهند و تعدادی مکانیسم دفاعی را با کمک پروتئین‌های سیگنال‌دهنده مانند اینترفرون‌های نوع 1 القا می‌کنند.ترمیم زخم در بدن
اما چگونه بدن به آسیبی که ممکن است مهاجمان خارجی را شامل شود یا نه، پاسخ می دهد؟ برای مثال، اگر در حین برش دادن یک خیار انگشت خود را قطع کنیم، فوراً متوجه آن می شویم چون خون و درد وجود دارد.
در حالی که اینترفرون های نوع یک برای تنظیم دفاع در برابر پاتوژن ها به فاکتورهای سیگنالینگ STAT1 و STAT2 متکی هستند، اما تحقیقات قبلی نشان داده بود که فاکتور رونویسی مشابهی به نام STAT3 در هنگام ترمیم زخم ظاهر می شود. سیکی لیو که نویسنده اول این مطالعه است، می‌خواست مسیر STAT3 را به منشا آن ردیابی کند.
در این تحقیق IL24 به عنوان یک سیتوکین اصلی که باعث فعال شدن STAT3 دترمیم زخم در بدن می شود مورد برررسی قرار گرفت.
در این تحقیق، محققان روی موش‌ها در شرایط عاری از میکروب کار کردند و متوجه شدند که شکل گیری آبشار سیگنالینگ IL24 ناشی از زخم، ربطی به وجود میکروب ندارد. در واقع در این تحقیق نشان داده شد که سلول های بنیادی اپیدرم، محیط هیپوکسیک زخم را حس می کنند و در ترمیم زخم در بدن موش‌ها موثر هستند.
هنگامی که رگ‌های خونی قطع می‌شوند و زخم ایجاد می‌شود، سلول‌های بنیادی اپیدرمی در لبه زخم دچار کمبود اکسیژن می‌شوند. این حالت هیپوکسی، زنگ خطری برای سلامت سلول است و یک حلقه بازخورد مثبت شامل فاکتورهای رونویسی HIF1a و STAT3 برای تقویت تولید IL24 در لبه زخم ایجاد می کند. نتیجه بدست آمده، تلاش هماهنگ شده توسط انواع مختلفی از سلول ها بود که گیرنده IL24 را برای ترمیم زخم با جایگزینی سلول های اپیتلیال آسیب دیده، التیام مویرگ های شکسته و تولید فیبروبلاست برای سلول های جدید پوست انجام دادند.
در این تحقیق، محققان نشان دادند که می توانند فعالیت ژن Il24 را با تغییر سطح اکسیژن تنظیم کنند.
هنگامی که محققان منشاء مسیر ترمیم بافت را در سلول‌های بنیادی اپیدرمی مشخص کردند، فرآیند ترمیم زخم را در موش‌هایی که از نظر ژنتیکی فاقد عملکرد IL24 بودند را مورد مطالعه قرار دادند. بدون این پروتئین کلیدی، روند بهبودی کند و به تعویق افتاد و روزهای بیشتری طول کشید تا پوست کاملاً بازسازی شود.
محققان حدس می زنند که IL24 ممکن است در پاسخ آسیب در سایر اندام های بدن که لایه های اپیتلیال دارند، که به عنوان یک غلاف محافظ عمل می کنند، دخیل باشد. در مطالعات اخیر، افزایش فعالیت IL24 در بافت اپیتلیال ریه بیماران مبتلا به کرونا شدید و در بافت کولون در بیماران مبتلا به کولیت اولسراتیو که یک بیماری التهابی مزمن روده است، مشاهده شده است.
IL24 می تواند به عنوان نشانه ای برای نشان دادن نیاز به ترمیم آسیب در بسیاری از اندام ها عمل کند.
محققان می گویند: یافته‌های ما بینش‌هایی را در مورد یک مسیر سیگنالینگ حساس و ترمیم آسیب بافتی که مستقل از عفونت است، ارائه می‌کند.
IL24 و گیرنده‌های آن توالی و ساختار مشابهی با خانواده اینترفرون دارند. اگرچه ممکن است آنها همیشه در هر لحظه با هم کار نکنند، اما IL24 و اینترفرون ها از نظر تکاملی با یکدیگر مرتبط هستند و به گیرنده هایی که در نزدیکی یکدیگر روی سطح سلول ها نشسته اند متصل می شوند. محققان گمان می‌کنند که این مولکول‌های سیگنال‌دهنده از یک مسیر مولکولی مشترک ناشی می‌شوند که قدمت آن به گذشته بازمی‌گردد.
به نظر می رسد صدها میلیون سال پیش، این مسیر به دو مسیر منحرف شده باشد:یکی دفاع بیماری‌زا و دیگری آسیب بافتی. شاید این انشعاب برای مقابله با انفجار پاتوژن ها و صدمات رخ داده است که باعث ایجاد دریایی از مشکلات برای زندگی روی زمین شده است.
