هجوم سلول‌های ایمنی محیطی به مغز در حال پیری، لغو یک باور قدیمی و ارتباط سیستم خونی با خطر آلزایمر

هنگامی که محققان دانشگاه استنفورد DNA سلول‌های مغزی ۲۰ فرد مسن فوت‌شده را توالی‌یابی کردند، یک امضای ژنتیکی یافتند که نباید وجود می‌داشت. این سلول‌ها حاوی جهش‌هایی بودند که دقیقاً مشابه جهش‌های موجود در خون بیماران بودند—امری که بر اساس باور دیرینه مبنی بر اینکه سیستم ایمنی مغز انسان یک دژ بسته و خودکفا است، از نظر بیولوژیکی غیرممکن تلقی می‌شد.[1][2]

این یافته که در مجله نیچر (Nature) منتشر شده است، اجماع چندین دهه علوم اعصاب را از بین می‌برد. این تحقیق نشان می‌دهد که با افزایش سن انسان، تعداد زیادی از سلول‌های ایمنی محیطی که از مغز استخوان منشأ می‌گیرند، از سد خونی-مغزی عبور کرده، به سیستم عصبی مرکزی هجوم می‌آورند و به میکروگلیا—سلول‌های ایمنی مقیم مغز—تبدیل می‌شوند.[1][5]

برای درک اهمیت این تغییر، باید به نحوه درک قبلی سیستم ایمنی مغز نگاه کرد. میکروگلیا به عنوان تیم اصلی دفاع و نگهداری مغز عمل می‌کنند و سیناپس‌های آسیب‌دیده را هرس کرده و پروتئین‌های سمی مانند آمیلوئید بتا را پاکسازی می‌کنند. سال‌ها، دانشمندان معتقد بودند که این سلول‌ها منحصراً در طول رشد جنینی در مغز کاشته می‌شوند و صرفاً در طول عمر فرد خود را تجدید می‌کنند، در حالی که کاملاً از خون در گردش بدن جدا هستند.[2][4]

اما تیم استنفورد، به رهبری جولیا بلک (Julia Belk)، محقق فوق دکترا، و سیدارتا جایسوال (Siddhartha Jaiswal)، استاد آسیب‌شناسی، از پدیده‌ای به نام خون‌سازی کلونال (Clonal Hematopoiesis) برای ردیابی منشأ واقعی سلول‌ها استفاده کردند. با افزایش سن سلول‌های بنیادی خون در مغز استخوان، آنها جهش‌های سوماتیک منحصر به فردی کسب می‌کنند. محققان با تطبیق این «بارکدهای» ژنتیکی خاص در خون با میکروگلیاهای موجود در مغز، به طور قطعی ثابت کردند که این سلول‌ها دارای یک جد مشترک در خارج از سیستم عصبی مرکزی هستند.[1][2]

داده‌ها نشان می‌دهد که این مهاجرت از اوایل میانسالی، حدود سن ۵۰ سالگی، آغاز می‌شود. هنگامی که سلول‌های ایمنی محیطی از سد خونی-مغزی عبور می‌کنند، با محیط جدید خود سازگار شده و ویژگی‌های فیزیکی و عملکردی میکروگلیاهای تخصصی را به خود می‌گیرند.[4]

نکته مهم این است که به نظر می‌رسد این پدیده منحصراً در انسان رخ می‌دهد. تحلیل‌های مقایسه‌ای تک‌سلولی نشان داد که این هجوم گسترده سلول‌های خونی محیطی به مغز در حال پیری، در مدل‌های آزمایشگاهی استاندارد مانند موش‌ها یا نخستی‌های غیرانسانی اتفاق نمی‌افتد.[1][4]

این تفاوت مختص گونه احتمالاً توضیح می‌دهد که چرا این مهاجرت برای مدت طولانی مورد توجه قرار نگرفت، زیرا بخش عمده‌ای از علوم اعصاب ایمنی بنیادی بر مدل‌های موشی متکی است.[3][5]

پیامدهای این کشف فراتر از زیست‌شناسی پایه است و مستقیماً با خطر بیماری آلزایمر تلاقی دارد. محققان با تجزیه و تحلیل داده‌های ژنتیکی هزاران فرد که در طول دهه‌ها ردیابی شده بودند، دریافتند افرادی که حامل کلون‌های خاصی از این سلول‌های بنیادی خونی جهش‌یافته بودند، به طور قابل توجهی کمتر در معرض ابتلا به آلزایمر قرار داشتند.[1][2]

این ارتباط محافظتی نشان می‌دهد که این نیروهای کمکی محیطی ممکن است برای پاکسازی توده‌های سمی آمیلوئید و تاو، مجهزتر از میکروگلیاهای اصلی و پیر مغز باشند. با این حال، شواهد در این زمینه هنوز مشاهده‌ای است. در حالی که پیوند ژنتیکی قوی است، مکانیسم دقیق اینکه چگونه این کلون‌های خاص مقاومت در برابر تخریب عصبی ایجاد می‌کنند، هنوز در دست بررسی است و محققان به صراحت بر نیاز به مطالعات عملکردی بیشتر تأکید می‌کنند.[3][4]

پتانسیل درمانی این کشف بسیار عمیق است. از لحاظ تاریخی، سد خونی-مغزی بزرگترین مانع در درمان اختلالات عصبی بوده و از رسیدن بیشتر داروها و درمان‌ها به بافت مغز جلوگیری می‌کرده است. از آنجایی که سلول‌های خونی محیطی به طور طبیعی به مغز در حال پیری مهاجرت می‌کنند، دانشمندان می‌توانند به طور بالقوه سلول‌های ایمنی بیمار را استخراج کرده، آنها را برای انجام عملکردهای محافظتی خاص مهندسی کنند و دوباره به جریان خون تزریق نمایند. این رویکرد «اسب تروآ» می‌تواند به سلول‌های مهندسی‌شده اجازه دهد تا به طور کامل سد خونی-مغزی را دور بزنند و درمان‌های هدفمند را مستقیماً به محل تخریب عصبی برسانند. اگرچه چنین درمان‌هایی سال‌ها با آزمایش‌های بالینی فاصله دارند، اما کشف اینکه مغز یک دژ ایزوله‌شده نیست، مسیر جدید و ملموسی را برای مبارزه با زوال شناختی فراهم می‌کند.[5]