چگونه سلول‌های ایمنی با اهدای میتوکندری به عضله رحم، فرآیند زایمان را آغاز می‌کنند

برای اینکه بارداری در هر پستانداری به زایمان ختم شود، باید یک محدودیت بیولوژیکی اساسی برطرف شود: هورمون پروژسترون که عضله رحم را در حالت آرام و استراحت نگه می‌دارد، باید کنار برود. در بیشتر پستانداران، این اتفاق زمانی به صورت سیستمیک رخ می‌دهد که تخمدان‌ها به سادگی تولید این هورمون را متوقف می‌کنند. اما در انسان‌ها، سطح سیستمیک پروژسترون تا زمان زایمان به طرز سرسختانه‌ای بالا می‌ماند. شرطی که باید برای شروع زایمان محقق شود — یعنی توقف اثر پروژسترون — در جریان خون مادر اتفاق نمی‌افتد. در عوض، رحم باید راهی پیدا کند تا اثرات این هورمون را به صورت موضعی و در سطح سلولی خاموش کند.

مکانیسم دقیقی که از طریق آن رحم انسان بر پروژسترون سیستمیک غلبه می‌کند، یکی از ماندگارترین اسرار علم زنان و زایمان باقی مانده بود. محققان می‌دانستند که شروع زایمان با هجوم گسترده سلول‌های ایمنی به عضله رحم که به عنوان میومتر شناخته می‌شود، همراه است. آن‌ها همچنین می‌دانستند که این التهاب استریل برای شروع انقباضات ضروری است. اما اینکه چگونه یک پاسخ ایمنی به یک رویداد عضلانی ناگهانی و هماهنگ تبدیل می‌شود، هنوز نامشخص بود.[2][3]

در آگوست ۲۰۲۶، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی لبنی ندیم در موسسه تحقیقاتی لوننفلد-تاننبام در تورنتو، پیش‌چاپ مقاله‌ای را منتشر کرد که جزئیات یک پاسخ مکانیکی شگفت‌انگیز را شرح می‌داد. سلول‌های ایمنی فقط به سلول‌های عضلانی سیگنال نمی‌دهند؛ بلکه به صورت فیزیکی به آن‌ها متصل شده و باتری‌های سلولی خود را به آن‌ها اهدا می‌کنند. مجله نیو ساینتیست در ۱۰ سپتامبر ۲۰۲۶ گزارش داد: «هجوم سلول‌های ایمنی به رحم ممکن است همان چیزی باشد که زایمان را آغاز می‌کند» و خاطرنشان کرد که این سلول‌ها «از طریق لوله‌های کوچکی به سلول‌های عضلانی می‌چسبند و میتوکندری‌ها را برای تامین انرژی انقباضات به آن‌سو می‌فرستند.»[1]

این فرآیند بر نوع خاصی از گلبول‌های سفید خون به نام مونوسیت متکی است. با نزدیک شدن به پایان بارداری، این مونوسیت‌های محیطی از جریان خون مادر به داخل میومتر مهاجرت می‌کنند. هنگامی که در بافت رحم مستقر شدند، به ماکروفاژها تمایز می‌یابند — به طور خاص، فنوتیپ پیش‌التهابی «M1» که معمولاً با مبارزه با عفونت‌ها و پاکسازی بقایای سلولی مرتبط است.[2]

تیم تورنتو با استفاده از تصویربرداری سلول زنده و ایمونوفلورسانس، مشاهده کردند که این ماکروفاژهای M1 رفتار غیرمنتظره‌ای از خود نشان می‌دهند. ماکروفاژها به جای اینکه صرفاً سیگنال‌های شیمیایی را در فضای خارج سلولی آزاد کنند، رشته‌های میکروسکوپی و بلندی به نام نانولوله‌های تونل‌زنی را گسترش دادند. این لوله‌های غشاییِ باز، به صورت فیزیکی شکاف بین سلول‌های ایمنی و میوسیت‌های رحم را پر کرده و یک مجرای مستقیم بین دو نوع سلول کاملاً متفاوت ایجاد کردند.

پس از برقراری ارتباط فیزیکی، محققان مشاهده کردند که ماکروفاژها میتوکندری‌های خود — اندامک‌هایی که مسئول تولید انرژی سلولی هستند — را مستقیماً به درون سلول‌های عضلانی پمپاژ می‌کنند. این انتقال کاملاً یک‌طرفه بود. نویسندگان در مقاله ۲۱ آگوست خود نوشتند: «با استفاده از ایمونوفلورسانس و تصویربرداری سلول زنده، ما نشان می‌دهیم که ماکروفاژهای M1 (و نه ماکروفاژهای M2) نانولوله‌های تونل‌زنی را با سلول‌های عضلانی تشکیل می‌دهند که امکان انتقال مستقیم و یک‌طرفه میتوکندری را فراهم می‌کند.» در کشت‌های مشترک آزمایشگاهی، این انتقال در عرض چهار ساعت پس از تماس سلول‌ها قابل مشاهده بود.

ورود ناگهانی میتوکندری‌های بیگانه، شیمی داخلی سلول‌های عضلانی رحم را به طرز چشمگیری تغییر می‌دهد. در وهله اول، این امر باعث افزایش شدید آدنوزین تری‌فسفات (ATP) می‌شود؛ واحد انرژی مورد نیاز برای تداوم کار مکانیکی طاقت‌فرسا و چند ساعته انقباضات زایمان. رحم در حال انقباض انسان به منابع متابولیک عظیمی نیاز دارد و سیستم ایمنی به طور موثری ژنراتورهای برق کمکی را درست زمانی که عضله بیشترین نیاز را به آن‌ها دارد، تحویل می‌دهد.

اما میتوکندری‌ها محموله دوم و خاص‌تری را نیز به همراه دارند که مشکل پروژسترون را حل می‌کند. میتوکندری‌های اهدایی، سلول‌های عضلانی را وادار می‌کنند تا به سرعت آنزیمی به نام 20α-HSD تولید کنند. وظیفه اصلی این آنزیم، متابولیزه کردن و تجزیه پروژسترون است. سلول‌های ایمنی با سرریز کردن ظرفیت تولید این آنزیم در سلول‌های عضلانی، باعث توقف موضعی و درون‌سلولی اثر پروژسترون می‌شوند.[2]

دیگر سطح سیستمیک هورمون در خون مادر اهمیتی ندارد؛ در داخل سلول عضلانی، پروژسترون از بین می‌رود و ترمز انقباضات برداشته می‌شود. محققان برای اثبات اینکه این پدیده صرفاً یک خطای آزمایشگاهی در ظرف پتری نیست، آزمایش‌هایی را روی موش‌های باردار انجام دادند. آن‌ها مونوسیت‌های حامل میتوکندری‌های اصلاح‌شده ژنتیکی و نشان‌دار شده با فلورسنت را به موش‌ها تزریق کردند.

تیم تحقیقاتی با ردیابی این اندامک‌های درخشان، تایید کرد که مونوسیت‌ها به رحم مهاجرت کرده، به ماکروفاژهای M1 تبدیل شده و درست قبل از شروع زایمان، میتوکندری‌های درخشان خود را با موفقیت به سلول‌های عضلانی رحم منتقل کرده‌اند. محققان به این نتیجه رسیدند: «افزایش ماکروفاژهای M1 و انتقال میتوکندری به سلول‌های عضلانی قبل از شروع زایمان مشاهده می‌شود، که نشان می‌دهد تعامل بین ماکروفاژهای M1 و سلول‌های عضلانی تنظیم‌کننده کلیدی در آغاز زایمان است.»

این مکانیسم تنها یک شگفتی بیولوژیکی نیست. زایمان زودرس تقریباً ۹٫۶ درصد از کل بارداری‌ها در سطح جهان را شامل می‌شود و همچنان یکی از دلایل اصلی عوارض و مرگ‌ومیر نوزادان است. در بسیاری از موارد، زایمان زودرس ناشی از یک پاسخ التهابی زودهنگام و غیرطبیعی — مانند عفونت داخل رحمی — است که دقیقاً همین آبشار سلولی را قبل از رشد کامل جنین فعال می‌کند.[2]

این تحقیق با شناسایی مکانیسم فیزیکی شروع زایمان، مسیرهای کاملاً جدیدی را برای مداخلات پزشکی باز می‌کند. اگر بتوان از تشکیل نانولوله‌های تونل‌زنی جلوگیری کرد، یا اگر بتوان ماکروفاژها را در حالت ضدالتهابی «M2» خود نگه داشت، ممکن است بتوان انقباضات زودرس را در سطح سلولی متوقف کرد. گام قابل‌بررسی بعدی، تعیین این موضوع خواهد بود که آیا داروهای موجود می‌توانند به طور انتخابی این نانولوله‌های تونل‌زنی را در بافت انسانی مسدود کنند یا خیر؛ گامی که می‌تواند این مشاهدات سلولی را به یک درمان عملی برای حدود ۱۳٫۴ میلیون بارداری که هر ساله در معرض خطر زایمان زودرس قرار دارند، تبدیل کند.[1]