کشف بزرگ دانشمندان؛ نقشه ژنتیکی استخوان مسیر درمان پوکی استخوان را تغییر می‌دهد

به گزارش سیلاد، نتایج این پژوهش که در نشریه Nature Genetics منتشر شده، حاصل ترکیب فناوری توالی‌یابی RNA تک‌سلولی با داده‌های ژنتیکی و اطلاعات تراکم استخوان نزدیک به ۵۰۰ هزار نفر است. محققان معتقدند این مطالعه یکی از جامع‌ترین نقشه‌های سلولی و ژنتیکی مرتبط با سلامت استخوان را تاکنون ارائه کرده است.

این پژوهش با همکاری مؤسسه تحقیقات پزشکی گاروان استرالیا، شرکت Matter Research و کالج امپریال لندن انجام شده و هدف آن، شناسایی سازوکارهایی بوده که فرآیند دائمی بازسازی استخوان را در طول زندگی انسان کنترل می‌کنند.
 

نقشه‌ای دقیق از چرخه بازسازی استخوان

استخوان‌های بدن همواره در حال بازسازی هستند. در این فرآیند، گروهی از سلول‌ها بافت‌های قدیمی استخوان را تجزیه می‌کنند و گروهی دیگر مسئول ساخت استخوان جدید هستند. در شرایط طبیعی، این دو فرآیند در تعادلی دقیق قرار دارند و اسکلت انسان تقریباً هر ۱۰ سال یک‌بار به‌طور کامل نوسازی می‌شود.

برهم خوردن این تعادل می‌تواند به کاهش تراکم استخوان و ابتلا به بیماری‌هایی مانند پوکی استخوان منجر شود؛ بیماری‌ای که میلیون‌ها نفر در سراسر جهان را در معرض شکستگی‌های جدی قرار می‌دهد.

«پیتر کروچر»، نویسنده ارشد این پژوهش، می‌گوید شناخت دانشمندان از سلول‌ها و ژن‌های کنترل‌کننده چرخه بازسازی استخوان تاکنون محدود بوده و همین موضوع توسعه درمان‌های مؤثر را با چالش روبه‌رو کرده است.
 

درمان‌هایی فراتر از توقف تخریب استخوان

به گفته پژوهشگران، اغلب داروهای فعلی پوکی استخوان تنها روند تحلیل استخوان را کند می‌کنند یا از پیشرفت بیماری جلوگیری می‌کنند، اما توانایی بازسازی استخوان از دست‌رفته را ندارند. این محدودیت باعث شده امکان جبران آسیب‌های واردشده به استخوان‌ها بسیار اندک باشد.

در این مطالعه، محققان با استفاده از فناوری توالی‌یابی RNA تک‌سلولی، فعالیت ژن‌ها را در تک‌تک سلول‌های استخوان بررسی کردند. تمرکز اصلی آنها بر ناحیه اتصال استخوان و مغز استخوان بود؛ بخشی که نقش کلیدی در تشکیل و تخریب بافت استخوانی دارد.
 

شناسایی ۳۴ گروه سلولی و صدها ژن جدید

پژوهشگران موفق شدند ۳۴ گروه سلولی مختلف را شناسایی کرده و الگوی فعالیت ژن‌ها را در هر یک از آنها ترسیم کنند. این نقشه به آنها اجازه داد ژن‌های مرتبط با استحکام استخوان یا کاهش تراکم استخوان را به انواع مشخصی از سلول‌ها نسبت دهند.

«رایان چای»، از نویسندگان این پژوهش، اعلام کرد بیش از نیمی از ژن‌های شناسایی‌شده تاکنون هیچ ارتباط شناخته‌شده‌ای با سلامت استخوان نداشتند.

به گفته او، این یافته مجموعه اهداف زیستی قابل بررسی برای تولید داروهای جدید بیماری‌های اسکلتی را به شکل قابل توجهی گسترش می‌دهد.
 

نقش غیرمنتظره سلول‌های اطراف رگ‌های خونی

یکی از مهم‌ترین یافته‌های این مطالعه، آشکار شدن نقش سلول‌های اطراف رگ‌های خونی در بازسازی استخوان بود؛ سلول‌هایی که تاکنون کمتر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته بودند.

تحلیل داده‌های ژنتیکی «بانک زیستی بریتانیا» شامل اطلاعات سلامت و ژنتیکی نزدیک به ۵۰۰ هزار نفر نیز این نتایج را تأیید کرد و نشان داد برخی از این سلول‌ها به‌طور مستقیم بر خطر ابتلا به بیماری‌های اسکلتی تأثیر می‌گذارند.

به باور پژوهشگران، هدف قرار دادن ارتباط میان رگ‌های خونی و سلول‌های استخوانی می‌تواند زمینه‌ساز تولید درمان‌هایی شود که نه‌تنها روند تخریب استخوان را متوقف کنند، بلکه به ترمیم و بازسازی آن نیز کمک کنند.
 

کاربردهای فراتر از پوکی استخوان

محققان از این نقشه ژنتیکی برای بررسی بیماری‌های مختلفی از جمله پوکی استخوان و «استئوژنز ایمپرفکتا» یا بیماری استخوان شکننده نیز استفاده کردند.

آنها معتقدند نتایج این پژوهش می‌تواند در آینده برای مطالعه بیماری‌هایی مانند آرتروز، اختلالات نادر استخوانی و حتی سرطان‌هایی که به استخوان گسترش می‌یابند نیز کاربرد داشته باشد.

به گفته «پیتر کروچر»، استخوان‌ها یکی از محل‌های پنهان استقرار سلول‌های سرطانی خفته هستند و شناخت بهتر سازوکارهای بازسازی استخوان می‌تواند در آینده به توسعه راهکارهایی برای جلوگیری از استقرار یا گسترش این سلول‌ها کمک کند.
 

هنوز تا تولید دارو فاصله وجود دارد

علیرغم این یافته‌ها، پژوهشگران تأکید می‌کنند که هنوز درمان جدیدی بر پایه این کشف در دسترس نیست. این مطالعه در مرحله شناسایی اهداف زیستی قرار دارد و برای تبدیل این یافته‌ها به داروهای مؤثر، انجام آزمایش‌های آزمایشگاهی، مطالعات حیوانی و سپس کارآزمایی‌های بالینی ضروری خواهد بود.

با این حال، انتشار عمومی داده‌های این پژوهش در یک پلتفرم باز، امکان استفاده پژوهشگران سراسر جهان از این اطلاعات را فراهم کرده است؛ اقدامی که می‌تواند روند توسعه درمان‌های نوین برای بازسازی استخوان و مقابله با بیماری‌های اسکلتی را سرعت ببخشد.