محققان راز درمان سریع عضلات را فاش کردند

محققان مکانیسمی شگفت‌آور برای ترمیم سریع عضلات کشف کردند. دانشمندان دریافتند که برخی از ماکروفاژها (نوعی سلول ایمنی) با الیاف عضلانی ارتباطی شبیه به سیناپس‌های عصبی برقرار می‌کنند و کلسیم را به آن‌ها منتقل می‌کنند تا فرایند ترمیم ظرف چند ثانیه آغاز شود. این سیگنال‌دهی سریع، روند بهبود را در مدل‌های آسیب و بیماری تسریع کرده است.

این کشف می‌تواند درهای تازه‌ای را به روی درمان‌های بازسازی‌کننده باز کند، اما پژوهشگران هنوز نمی‌دانند چرا این تقویت ترمیم باعث کاهش درد نمی‌شود.

پیچیدگی‌های سلولی ترمیم عضله

در مقیاس میکروسکوپی، فرایند ترمیم عضلات پیچیده‌تر می‌شود و سرعت و کیفیت بهبود بستگی به نوع آسیب دارد. بدن به پارگی ناگهانی عضله ناشی از آسیب ورزشی واکنش متفاوتی نسبت به از دست رفتن تدریجی عضله در بیماری‌هایی مانند دیستروفی عضلانی نشان می‌دهد.

یک تیم تحقیقاتی در بیمارستان کودکان سینسیناتی اکنون مکانیسمی مشترک و شگفت‌آور را شناسایی کرده است که ممکن است روند بهبود در انواع مختلف آسیب عضلانی را تقویت کند. این فرایند تازه شناسایی‌شده حول نوعی سلول ایمنی به نام ماکروفاژ می‌چرخد. این سلول‌ها معمولاً برای پاکسازی باکتری‌ها، سلول‌های مرده و ضایعات دیگر شناخته می‌شوند و مانند یک تیم نظافت کوچک زیستی عمل می‌کنند.

سیستم ترمیم شبیه به نورون

جانکوفسکی می‌گوید: «بزرگ‌ترین شگفتی این بود که متوجه شدیم ماکروفاژ ویژگی شبیه به سیناپس دارد و یک یون را به الیاف عضلانی منتقل می‌کند تا ترمیم آن پس از آسیب تسهیل شود. این دقیقاً شبیه عملکرد یک نورون است و با سرعتی بسیار بالا و شبیه سیناپس عمل می‌کند تا ترمیم را تنظیم کند.»

دانشمندان مدت‌ها می‌دانستند که ماکروفاژها نقش مهمی در پاسخ بدن به آسیب عضلانی دارند. این سلول‌ها مولکول‌هایی مانند سیتوکین‌ها و کموکین‌ها ترشح می‌کنند که باعث التهاب، تأثیر بر درد و حمایت از رشد و بازسازی الیاف عضلانی می‌شوند.

در جستجوی کاهش درد، ترمیم سریع یافت شد

تیم جانکوفسکی ابتدا قصد داشت نحوه کاهش درد در طول بهبود پس از جراحی را بهتر درک کند و به دنبال راهکارهای جدیدی بودند که جایگزین‌های ایمن‌تری برای داروهای مسکن موجود ارائه دهند.

اگرچه در این پژوهش مسیر کاهش درد شناسایی نشد، اما مکانیسمی سریع برای ترمیم عضلات کشف شد که می‌تواند درمان‌های مرتبط با تحلیل عضلانی و بهبود آسیب‌ها را پیش ببرد. نتایج همچنین نشان می‌دهد ماکروفاژها ممکن است در آینده به «وسیله‌های تحویلی» برای درمان‌های سلولی در گستره وسیع‌تری از بیماری‌ها تبدیل شوند.

جانکوفسکی می‌گوید: «این‌ها ماکروفاژهای مهاجم هستند، نوع بسیار خاصی از ماکروفاژها. آن‌ها قبلاً در بافت مستقر نبوده‌اند و بعد از آسیب وارد بافت می‌شوند.»

در مجموعه‌ای از آزمایش‌ها با مدل‌های موش از دو نوع آسیب متفاوت، پژوهشگران تعامل ماکروفاژها با میوفیبرهایی که بافت عضلانی را تشکیل می‌دهند، رصد کردند. آن‌ها توانستند لحظات کلیدی این فعالیت را در زمان واقعی ثبت کنند.

انتقال سریع کلسیم و فعال‌سازی فوری عضلات

با استفاده از پالس‌های کوتاه یک ماده شیمیایی طراحی‌شده برای تحریک، تیم پژوهشی مشاهده کرد که ماکروفاژها تماس‌هایی شبیه سیناپس با میوفیبرها برقرار می‌کنند. سپس این سلول‌های ایمنی یون‌های کلسیم را مستقیماً به میوفیبرها منتقل کردند و فرایند بهبود آسیب حاد را سرعت بخشیدند. ظرف ۱۰ تا ۳۰ ثانیه، پژوهشگران انفجارهای فعالیت الکتریکی در عضلات آسیب‌دیده را شناسایی کردند.

جانکوفسکی می‌گوید: «این اتفاق با سرعت بسیار بالایی رخ می‌دهد. شما می‌توانید ماکروفاژ را فعال کنید و تقریباً بلافاصله عضله به طور ظریف شروع به انقباض کند.»

واکنش شبیه سیناپس در مدل‌های بیماری نیز کارآمد بود

در همین حال، ماکروفاژهای متصل، فرایندی مشابه برای بازسازی سلولی ایجاد کردند و به موش‌هایی با آسیب عضلانی شبیه بیماری کمک کردند. پس از شناسایی آسیب، این سلول‌های ایمنی به منطقه آسیب‌دیده هجوم بردند و موج‌هایی از فعالیت الیاف عضلانی را ایجاد کردند. پس از ۱۰ روز، موش‌های درمان‌شده تعداد بیشتری الیاف عضلانی جدید نسبت به گروه کنترل داشتند.

جانکوفسکی می‌گوید: «واکنش شبیه سیناپس در هر دو سناریو عملکرد مشابهی داشت.»

نیاز به مطالعات بیشتری است تا مشخص شود آیا ماکروفاژهای انسانی پس از آسیب عضلانی رفتار مشابهی دارند و اگر چنین است، چگونه می‌توان این فرایند را به‌صورت درمانی کنترل کرد. تیم تحقیقاتی همچنین می‌خواهد یکی از نتایج غیرمنتظره این پژوهش را بهتر درک کند: با اینکه ماکروفاژهای مهاجم به تسریع ترمیم کمک کردند، فعالیت آن‌ها به نظر نمی‌رسد که باعث کاهش درد حاد شود. درک علت این موضوع می‌تواند به توضیح اینکه چرا حدود ۲۰٪ کودکان پس از جراحی درد طولانی‌مدت تجربه می‌کنند، کمک کند.
در چشم‌انداز آینده، پژوهشگران قصد دارند بررسی کنند ماکروفاژها چه مواد دیگری را می‌توانند به سلول‌های عضلانی منتقل کنند.

مبنع خبر : scitechdaily.com