مجله ایلیاد/ محققان موسسه‌ی «Penn Medicine» در یک مطالعه‌ی جدید که به‌صورت آنلاین در مجله‌ی science منتشر شده است، نشان داده‌اند که فرآیند خودخوری یا خودکشی سلول و سایر متابولت‌های مربوط به آن در سلول‌های بنیادی جنینی که با عنوان «اتوفاژی انتخابی – CMA» نیز شناخته می‌شود، می‌تواند نویدبخش اهداف درمانی جدید در تعمیر و بازسازی سلول‌ها و اندام‌ها باشد.
بدن انسان دارای بیش از ۲۰۰ نوع سلول تخصصی است. همه‌ی آن‌ها را می‌توان از سلول‌های بنیادی جنینی یا همان «ES» که بی‌وقفه تقسیم می‌شوند، مشتق کرد. سلول‌های بنیادی با وجود این تقسیمات توانایی تمایز خود را در هر گونه از سلول‌های حیوانات بالغ، حفظ می‌کنند. این وضعیت با عنوان «pluripotency» یا به‌عبارتی «توانایی تمایز به انواع مختلف سلول‌ها» شناخته می‌شود. محققان می‌دانند که متابولیسم سلول‌هاست که در این فرآیند نقش دارد. با این حال، دقیقاً مشخص نیست ارتباطات داخلی سلول‌ها برای حفظ این وضعیت و تصمیم‌گیری نهایی در مورد سرنوشت سلول‌های بنیادی چگونه کار می‌کند.
مطالعه‌ی بالینی جدید، برای اولین بار نشان داده است که سلول‌های بنیادی CMA را در سطحی پایین نگه می‌دارند تا خود همانند‌سازی یا همان تقسیم‌های خاص در سلول‌های بنیادی را تقویت کنند و وقتی سلول آماده شد، عامل سرکوب‌کننده‌ی CMA در برابر سایر فعالیت‌ها را خاموش کرده و به سلول‌های تخصصی متمایز می‌شود.
نویسنده‌ی ارشد این مقاله، دکتر «ژیائو یانگ» استاد زیست‌شناسی سرطان در موسسه‌ی تحقیقاتی سرطان آبرامونس در مدرسه‌ی پرلمن دانشکده‌ی پزشکی پنسیلوانیا، می‌گوید: «این یک کشف جالب در زمینه‌ی زیست‌شناسی سلول‌های بنیادی است و محققان در جستجوی توسعه‌ی روش‌های درمانی برای بازسازی بافت یا اندام هستند. ما دو راه جدید برای دستکاری در فرآیند‌های خود همانندساز و تمایز در سلول‌های بنیادی را آشکار کردیم، مداخلات منطقی یا هدایت توابع CMA و یک متابولیت باعنوان «آلفا کتوگلوتارات» که توسط CMA تنظیم می‌شود، می‌تواند راهی قدرتمند برای افزایش راندمان دستاورد‌های طب ترمیمی باشد.»
اتوفاژی یک مکانیسم خودخوری سلولی است که برای زنده ماندن و عملکرد اکثر موجودات زنده ضروری است. وقتی سلول می‌خواهد خودخوری کند، مواد داخل سلولی را به «لیزوزوم» تحویل می‌دهد. تعداد کمی فرایند اتوفاژی وجود دارد، با این حال بر خلاف سایر اشکال اتوفاژی که در حال حاضر در سلول‌های یوکاریوت حضور دارد، CMA مختص پستانداران است. تا به امروز نقش فیزولوژیکی CMA هنوز آشکار نشده است. محققان با استفاده از تکنیک‌های آزمایشگاهی ژنتیکی و متابولیکی بر روی سلول‌های بنیادی جنینی موش‌ها، کوشیدند تا تغییرات خاصی را که به‌هنگام وضعیت pluripotent و رویداد‌های بعد از تمایز، رخ می‌دهد را درک کنند.
آن‌ها دریافتند که علت اینکه فعالیت CMA در حداقل نگه داشته می‌شود، وجود دو فاکتور سلولی حیاتی برای pluripotency است؛ با نام «Oct4» و «Sox2» که ژنی را به‌نام «LAMP2A» که ساختارهایی برای تولید پروتئینی با نام لیزوزومال متصل به پروتیین شماره‌ی ۲ غشا را می‌سازد، سرکوب می‌کنند. محققان دریافتند که حداقل فعالیت CMA به سلول‌های بنیادی اجازه می‌دهد تا آلفا کتوگلوتارات، متابولیکی که به‌طور باقوه باعث تقویت وضعیت pluripotent سلول می‌شود را در بالاترین سطح نگه دارند.
به‌هنگام تمایز، به‌علت کاهش سطح Oct4 و Sox2، سلول شروع به تنظیم مجدد CAM می‌کند. تقویت فرآیند CMA منجر به کاهش آنزیم‌های کلیدی مسئول تولید آلفا کتوگلوتارات می‌شود که این روند باعث کاهش سطح آلفا کتوگلوتارات شده و به همان میزان باعث افزایش فعالیت‌های منتهی به تمایز می‌شود. این یافته‌ها نشان می‌دهد که CMA و آلفا کتوگلوتارات سرنوشت سلول‌های بنیادی جنینی را دیکته می‌کنند.
سلول‌های بنیادی جنینی به دلیل توانایی قابل توجه‌شان در تبدیل شدن به هر نوع سلول از بدن، به‌جز جفت و بند ناف، غالباً pluripotent نامیده می‌شوند. سلول‌های بنیادی جنینی نه تنها یک سیستم عالی برای مطالعه‌ی مراحل اولیه‌ی تکامل پستانداران هستند، بلکه نویدبخش توسعه‌ی روش‌های درمانی در درمان اختلالات متنوع انسانی نیز به‌شمار می‌روند. توسعه‌ی روش‌های درمانی مبتنی بر سلول‌های بنیادی در دهه‌ی گذشته، به‌سرعت افزایش یافته است. با استفاده از چند روش مطالعاتی نشان داده شده است که سلول‌های بنیادی را می‌توان برای ترمیم بافت آسیب‌دیده‌ی قلب، جایگزینی سلول‌ها در عضو پیوندی جامد و در بعضی موارد در اختلالات عصبی نیز استفاده کرد.
یانگ می‌گوید: «این نقش تازه کشف‌شده‌ی فرآیند اتوفاژی در سلول‌های بنیادی، آغاز تحقیقات بعدی است که می‌تواند محققان، پزشکان و دانشمندان را به سمت روش‌های درمانی بهتر برای درمان اختلالات مختلف سوق دهد.»