نویسنده: نرمین وطنی

محققان دانشگاه پزشکی کارولینای جنوبی (MUSC) کشف کرده‌اند که استفاده از thioredoxin – یک آنتی‌اکسیدان طبیعی برای تثبیت سلول‌های T در سیستم ایمنی بدن – ممکن است یک گام بزرگ در جهت بهبود درمان‌های سیستم ایمنی مانند درمان سلول‌های AST و پیوند سلول‌های بنیادی خونساز (HSCT) باشد.
این مطالعات توسط موسسه ملی سلامت تحت نظر Shikhar Mehrotra انجام شده که نتیجه این تحقیقات در Biological Chemistry و Clinical Investigation منتشر شده است. اولین مطالعه ای که توسط Shikhar Mehrotra انجام شد در ماه نوامبر سال 2018 تحت عنوان “تيرودوکسين-1 فنوتيپ ايمني و متابوليک سلول‌هاي T آنتی‌تومور را بهبود مي بخشد” منتشر شد.

دومین مورد در ماه می سال جاری و تحت عنوان “Thioredoxin-1 confines T cell alloresponse and pathogenicity in graft-versus-host disease.” منتشر شد.
تیم محققان توضیح دادند که ACT نوعی از درمان ایمنی است که در سرطان‌های مربوط به سلول‌های T کاربرد دارد که در این نوع درمان، سلول‌های T خود را ویرایش می‌کنند تا بتوانند نشانگرهای خاصی از سرطان را به هم متصل کنند و سلول‌های سرطانی را هدف قرار دهند تا آن‌ها را به طور انتخابی بکشند و سلول‌های سالم مورد حمله سیستم ایمنی قرار نگیرد. برای این منظور، سلول‌های T بیمار از بدن خارج می‌شود و برای تشخیص نشانگرهای سرطانی خاص قبل از بازگشت به بیمار به شکل ACT طراحی می‌شوند. این نوع درمان در لوسمی و لنفوم‌ها کاربرد داشته و با این حال، سلول‌های تجمع یافته هنوز طول عمر کوتاهی دارند و اغلب از بین می‌روند و موجب سرطان می‌شوند.

یکی دیگر از رایج‌ترین روش‌های ایمن سازی، HSCT است که در آن سلول‌های بنیادی اهداکننده به بیمار تزریق می‌شوند. این سلول‌های بنیادی به شکل سلول‌های ایمنی بدن تبدیل شده که می‌توانند از سرطان جلوگیری کنند . HSCT روش بسیار پیچیده است و سلول‌های اهدا کننده قادر به تشخیص سلول‌های بیمار نیستند و به جای سلول‌های سرطانی به سلول‌های سالم میزبان حمله می‌کنند .
این مطالعه جدید نشان داده است که آنتی‌اکسیدان thioredoxin قادر به افزایش طول عمر سلول‌های T گیرنده با خنثی کردن مولکول‌های اکسیژن فعال(ROS) است. محققان توضیح دادند این مسئله مهم‌ترین مشکل در ACT را حل می‌کند که در آن طول عمر کوتاه سلول‌های T یکی از مشکلات اصلی بوده است.

سرطان‌ها و تومورها اغلب سطح بسیار بالایی از ROS در اطراف خود دارند که منجر به آسیب و مرگ سلول می‌شود. درمان سلول‌هایT تومور با thioredoxin نوترکیب، قبل از انتقال به پذیرنده، ظرفیت آنتی‌اکسیدان بالا را تحمیل می‌کند. هم‌چنین این سلول‌ها به صورت متابولیکی برای جلوگیری از رقابت مواد مغذی با تومور برنامه ریزی شده است که در نتیجه کنترل تومور را بهتر می‌کند. بیان thioredoxin در انسان‌ها و موش‌ها 90 درصد به طور یکسان است و به همین دلیل مدل‌های موش برای این آزمایش مناسب هستند.

برای مطالعه ، یک سویه ویژه‌ای از موش‌هایی که می‌توانند thioredoxin بیشتری تولید کنند ، انتخاب شدند. در این موش‌ها عمر طولانی‌تری از سلولهای T وجود دارد و بنابراین فعالیت ضد تومور نیز بیشتر است. به عنوان یک گام بعدی، در حال حاضر سلول‌های گیرنده T را به گونه‌‌ای تغییر داده و طراحی کرده‌اند تا بتوانند thioredoxin را بیش از حد بیان کنند در نتیجه این سلول‌های T اثرات ضدتومور بیشتری نشان دادند.
محققان بر روی بیان thioredoxin در سلول‌های اهداکننده T و HSCT و با استفاده از مدل‌های موش مطالعه کردند و به بررسی این‌که طول عمر در میان سلول‌های اهداکننده T به چه شکل است،‌ پرداختند. هنگامی‌که بیان thioredoxin در این سلول‌های اهدا‌کننده افزایش یافت، کاهش ROS در آن‌ها وجود داشت. این بدان معنی است که این سلول‌های اهدا‌کننده کمتر احتمال حمله به سلول‌های سالم فرد بیمار را دارند و بنابراین از شروع GVHD جلوگیری می‌شود. thioredoxin یک محصول طبیعی بدون سمیت است که از آن برای تثبیت فعال‌سازی سلول‌های T در جهت کاهش بیماری پروستات استفاده می‌شود، هم‌چنین اثر ضد‌تومور را نیز حفظ می‌کند.
کاهش بیان CD98 در سلول‌های T با thioredoxin بیشتر رخ می‌دهد . CD98 یک اسید آمینه اسیدی است که در سلول‌های T فعال دیده می‌شود. هنگامی که سطح CD98 سقوط می‌کند، جذب گلوتامین کمتری از سلول‌های T وجود دارد و احتمال GVHD کاهش می‌یابد.

منابع:

Chakraborty, P., Chatterjee, S., Kesarwani, P., Thyagarajan, K., Iamsawat, S., Dalheim, A., Nguyen, H., Selvam, S.P., Nasarre, P., Scurti, G. and Hardiman, G., 2019. Thioredoxin-1 improves the immunometabolic phenotype of antitumor T cells. Journal of Biological Chemistry, 294(23), pp.9198-9212.

Sofi, M.H., Wu, Y., Schutt, S.D., Dai, M., Daenthanasanmak, A., Voss, J.H., Nguyen, H., Bastian, D., Iamsawat, S., Selvam, S.P. and Liu, C., 2019. Thioredoxin-1 confines T cell alloresponse and pathogenicity in graft-versus-host disease. The Journal of clinical investigation.

CRISPR در زمان ویرایش DNA به طور تصادفی باعث ایجاد جهش در RNA می‌شود. محققان چندین سال پیش گزارش دادند که  سیستم ویرایش قدرتمند ژنوم به نام CRISPR را ایجاد کرده‌اند که می‌تواند با دقت بالا تغییرات مورد نیاز در ژنوم را ایجاد کند. اما نقاط ضعف ویرایش‌گرهای باز به طور فزاینده‌ای ظاهر می‌شوند. مطالعه جدید نشان می‌دهد که ویرایش‌گرها می‌توانند به طور تصادفی رشته‌های RNA را تغییر دهند که به ساخت پروتئین‌ها و یا انجام سایر وظایف سلولی کلیدی کمک می‌کند. محققان می‌گویند این مساله می‌تواند درمان‌های ایمنی را پیچیده‌تر کند و سایر برنامه‌های تحقیقاتی را مختل نماید.

بیماری‌ انسانی سلول داسی شکل به وسیله یک جهش نقطه‌ای در یکی از بازهای DNA، آدنین، گوانین، سیتوزین و تیمین ایجاد شده است و CRISPR  اغلب دچار مشکل در ویرایش باز اشتباه، شده است. این به این دلیل است که CRISPR رشته DNA را در مکان‌های هدف برش می‌دهد و پس از آن مکانیسم‌های ویرایش سلول را به کار می‌گیرد تا ساخت توالی اصلاح شده DNA را برای تصحیح جهش انجام دهد. در مقابل ویرایش به طور شیمیایی یک نقطه DNA را توسط آنزیم‌هایی که deaminases نامیده می‌شوند تغییر می‌دهند و نیازی به برش یا کمک از سلول نیست.

 CRISPR  مکان‌های هدف در ژنوم را شناسایی می‌کند و این مکان‌ها را ویرایش می‌کند اما تاثیراتی نیز بر روی نقاط غیر هدف RNA ( دارای سه باز مشابه با DNA ) دارد. بنابراین جی. کیت جونگ، پاتولوژیست و زیست‌شناس مولکولی در بیمارستان عمومی ماساچوست در بوستون، تیمی را هدایت کرد که ویرایش CRISPR را در سلول‌های کبدی و کلیه بدن انسان بررسی می‌کند. یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که این نوع ویرایش می‌تواند RNA را تغییر دهد. نتایج این بررسی در مجله Nature چاپ شده است.

جونگ بیان می‌کند که آن‌ها قبلا deaminases را طراحی کرده‌اند که به طور قابل ملاحظه‌ای تعدادی از ویرایش‌های غلط RNA را کاهش می‌دهد. جونگ می‌گوید “این برای ما خیلی دلگرم‌کننده بود.” “ما در نهایت مهندسان پروتئین هستیم، و می‌خواهیم بدانیم که آیا می‌توانیم سیستمی را مهندسی کنیم تا جهش‌ها از بین بروند.”

دیوید لیو، شیمیدان دانشگاه هاروارد که نخستین ویرایشگر باز را ایجاد کرد یادآور می‌شود که deaminases به طور طبیعی سلول‌های RNA را ویرایش می‌کند و تأکید می‌کند که پیامدهای بیولوژیکی چنین ویرایشی نامشخص است. او اضافه می‌کند که در مطالعات آزمایشگاهی خود راجع به ویرایش باز نیز رونوشت‌های غیر هدف را پیدا کرده‌اند، اما این مساله در مقادیر پایین‌تری رخ داده است.

هر دو لیو و جونگ تأکید می‌کنند که در نتیجه پژوهش‌های خود موفق به دست‌یابی به  deaminasesهایی شده اند که فقط بر روی DNA یا RNA عمل ویرایش را انجام می‌دهد و این باعث می‌شود تا آن‌ها اطمینان حاصل کنند که می‌توانند اثرات غیر هدف که توسط ویرایش ژنومی ایجاد می‌شد را از بین ببرند. ویرایش باز هنوز هم ابزار قدرتمندی برای از بین بردن جهش‌ها و از بین بردن اشتباهات رونویسی است که برخی تشخیص‌های غیر هدف باید بیشتر مورد مطالعه قرار بگیرند.

منابع:

Grünewald, J., Zhou, R., Garcia, S.P., Iyer, S., Lareau, C.A., Aryee, M.J. and Joung, J.K., 2019. Transcriptome-wide off-target RNA editing induced by CRISPR-guided DNA base editors. Nature, 569(7756), p.433.

Listgarten, J., Weinstein, M., Kleinstiver, B.P., Sousa, A.A., Joung, J.K., Crawford, J., Gao, K., Hoang, L., Elibol, M., Doench, J.G. and Fusi, N., 2018. Prediction of off-target activities for the end-to-end design of CRISPR guide RNAs. Nature biomedical engineering, 2(1), p.38.

ویتامینE  اصطلاحی برای یک گروه متشکل از هشت ترکیب محلول در چربی است که در انواع مختلفی از غذاهای کامل یافت می‌شود. این ترکیبات، که آلفاتوکوفرول فعال‌ترین آن‌هاست، دارای نقش‌های بسیاری در بدن هستند.

خواص آنتی‌اکسیدانی

ویتامین E مانند ویتامین A و آنتی‌اکسیدان مهم آن است که نقش اصلی آن در بدن از بین بردن رادیکال‌های آزاد می‌باشد. رادیکال‌های آزاد (که به‌واسطه آلودگی هوا و آب، سیگار کشیدن، تابش آفتاب و مصرف غذاهای فرآوری شده تولید می‌شوند) اتم‌های فعال یا گروه‌های اتمی هستند که حداقل یک الکترون را از دست داده و مجبور به گرفتن الکترون از مولکول‌های اطراف در جهت تثبیت خودشان به طرز ناخوشایند می‌باشند که باعث خرابی در بدن می‌شود. درواقع، فعالیت رادیکال آزاد بدون کنترل، علت اصلی پیری سریع و هم‌چنین بیماری‌های دژنراتیو مانند سرطان، آرتریت، بیماری آلزایمر و آب مروارید است. از آنجا که ویتامین E می‌تواند این رادیکال‌های آزاد را خنثی کند، می‌تواند در جلوگیری از این بیماری‌های جدی موثر باشد.

تقویت سیستم قلبی عروقی

ویتامین E نقش مهمی در سیستم قلبی‌عروقی دارد.

• به تشکیل سلول‌های قرمز خون کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود بافت اکسیژن کافی دریافت می‌کند (که به نوبه خود بدن را از کم خونی محافظت می‌کند).
• از طريق گسترش عروق خونی، از انقباض پلاکت‌ها و ايجاد لخته جلوگیری می‌کند.
• از اکسیداسیون کلسترول و مسدود شدن شریان‌ها جلوگیری می‌کند. به همین علت، سطح بالایی از ویتامین E در بدن با کاهش حملات قلبی غیرطبیعی و سکته مغزی در افراد ارتباط دارد. ویتامین E هم‌چنین عوارض مربوط به دیابت را کاهش می‌دهد.

ویتامین E مانند بسیاری از ویتامین‌های دیگر، به خصوص ویتامین‌های B، به حفظ عملکرد سلول کمک می‌کند. به عنوان مثال، ویتامین E در تمایز سلولی نقش دارد،  فرآیند تبدیل سلول‌های عمومی به سلول‌های تخصصی که موجب بهبود ارتباط سلولی می‌شود. علاوه بر این، ویتامین E با تنظیم بیان ژن نیز همراه است، به این معنی که به عملکرد ​​و تولید آنزیم‌های خاص، پروتئین‌ها و هورمون‌ها در بدن کمک می‌کند.

چقدر ویتامین E  نیاز داریم؟

بر اساس منابع رسمی، مصرف روزانه 15 میلی‌گرم (22.4 واحد بین المللی) ویتامین E برای مردان و زنان بالای 14 سال توصیه می‌شود. بالاترین سطح ایمن ویتامین E برای بزرگسالان 1500 واحد بین‌المللی در روز برای مصرف طبیعی (یعنی غذا بر اساس فرم‌های ویتامین E ) و 1000 واحد بین‌المللی در روز برای فرم‌های مصنوعی ویتامین E می‌باشد. بیش از این سطوح ممکن است خونریزی بیش از حد ناشی از اثرات ضد انعقادی ویتامین E رخ دهد.

کمبود ویتامین E چیزی نیست که اکثر ما نگران آن هستیم چون تعداد زیادی از غذاها حاوی آن هستند. به این ترتیب، منابع بسیار خوبی از ویتامین شامل روغن جوانه گندم، دانه‌های آفتابگردان، بادام، روغن گلرنگ، فندق، بادام زمینی، اسفناج و بروکلی می‌تواند در رژیم غذایی ما قرار بگیرد.

منابع:

Burton, G.W. and Traber, M.G., 1990. Vitamin E: antioxidant activity, biokinetics, and bioavailability. Annual review of nutrition, 10(1), pp.357-382.

Traber, M.G. and Atkinson, J., 2007. Vitamin E, antioxidant and nothing more. Free Radical Biology and Medicine, 43(1), pp.4-15.

Packer, J.E., Slater, T. and Willson, R.L., 1979. Direct observation of a free radical interaction between vitamin E and vitamin C. Nature, 278(5706), pp.737-738.

بر طبق یک تحقیق انجام شده MitoQ یک آنتی‌اکسیدان قوی بوده که به طور خاص در مسیر کاهش پیری شریان‌ها مشارکت می‌کند.
برای حفظ سلامت بدن، رگ‌های خونی باید بتوانند در صورت لزوم خاصیت انعطاف‌پذیری داشته باشند. اندوتلیوم (یک لایه نازک از سلول‌هایی که در رگ‌های خونی قرار دارند) هنگامی که نیاز به انقباض است، یک ماده شیمیایی به نام نیتریک اکساید تولید می‌کند. اکسیدنیتریک به علت تخریب رادیکال‌های آزاد بسیار مهم است، به خصوص رادیکال آزاد سوپراکسید که توسط میتوکندری‌های بدن تولید می‌شود. سوپر اکسید هم‌چنین یکی از آنزیم‌هایی است که به عنوان یک پیش‌رونده برای اکسیدنیتریک عمل کرده و منجر به کاهش سطح مواد شیمیایی و کاهش انقباض عروق خونی می‌شود که به نوبه خود، باعث افزایش خطر بیماری قلبی می‌گردد.
سوپراکسید برای حفظ عملکرد سلولی ضروری است، اما با بالارفتن سن، میتوکندری‌ها این رادیکال آزاد را در مقادیر بالاتری تولید می‌کنند. در عین حال، سطوح آنتی‌اکسیدان‌ها در بدن اغلب با افزایش سن، کاهش می‌یابد که منجر به افزایش سطح سوپراکسید می‌شود. سپس سوپراکسید شروع به آسیب رساندن به خود میتوکندری می‌کند که در نهایت منجر به کاهش سطح آنتی‌اکسیدانی خون و آسیب بیشتر سلولی می‌گردد.
مطالعات قبلی تلاش کرده‌اند از مکمل‌های آنتی‌اکسیدانی برای کاهش سطح سوپراکسید استفاده کنند و از این طریق اتساع عروقی را بهبود بخشد اما هیچ‌کدام موفق نبودند. به منظور جلوگیری از این مشکل، محققان به طور خاص یک آنتی‌اکسیدان را برای تطابق با میتوکندری‌ها طراحی کرده‌اند. این ماده شیمیایی، MitoQ، با افزودن مولکول اتصال‌دهنده میتوکندری به کوآنزیم Q10  عمل آنتی‌اکسیدانی خود را اعمال می کند.

دانشمندان معتقدند که آنتی‌اکسیدان‌ها مانند ویتامین C به صورت خوراکی به مکان‌هایی که در آن انواع اکسیژن فعال ساخته می‌شوند وارد نمی‌شوند. MitoQ اساسا به سمت میتوکندری‌ها حرکت می‌کند. هنگامی که محققان موش‌های سالخورده را با مکمل MitoQ به مدت چهار هفته تیمار کردند، شریان‌های آن‌ها از سطح عملکردی برابر با یک انسان 70 تا 80 ساله به سطح معادل یک انسان 25 تا 35 ساله رسید. علاوه بر این، سطح اکسید نیتریک موش‌ها افزایش یافت، سطح استرس اکسیداتیو آن‌ها کاهش و سلامت میتوکندری آن‌ها بهبود یافت.

یکی از نشانه‌های بالا رفتن سن، اختلال اندوتلیال است. MitoQ به طور کامل عملکرد اندوتلیال را در موش‌های سالم بازسازی کرد و موش‌ها کاملا جوان به نظر می‌رسیدند. اگر چه تست‌های عملکردی هنوز در مراحل اولیه هستند، اما MitoQ می‌تواند به عنوان یک مکمل غذایی و کرم پوستی مصرف شود. CoQ10، شیمیایی که به عنوان پایه برای MitoQ شناخته شده و می‌تواند به عنوان مکمل غذایی کاربرد داشته باشد.
CoQ10 ماده‌ای است که به طور طبیعی توسط بدن تولید می‌شود تا به فعالیت آنزیم‌ها کمک کند، از جمله کمک به میتوکندری در تولید آدنوزین‌تری‌فسفات (ATP)، منبع اصلی انرژی سلولی. CoQ10 به تنهایی برای جلوگیری از آسیب سلولی و بهبود فشار خون بالا کاربرد دارد. هم‌چنین برای برخی از مزایای دیگر از جمله مبارزه با سرطان، بهبود سلامت شناختی، کاهش اثرات پیری، کاهش درد دیابت، کاهش کلسترول بالا و بهبود سلامت قلب، مورد بررسی قرار گرفته است.

منبع:

Gioscia‐Ryan, R.A., LaRocca, T.J., Sindler, A.L., Zigler, M.C., Murphy, M.P. and Seals, D.R., 2014. Mitochondria‐targeted antioxidant (MitoQ) ameliorates age‐related arterial endothelial dysfunction in mice. The Journal of psiology, 592(12), pp.2549-2561.

astaxanthin ساختارهای سلولی خاصی در دریا هستند که به رنگ صورتی مشاهده شده و در رژیم غذایی موجودات دریایی وجود دارند ، این ماده به کاهش استرس اکسیداتیو، افزایش پاسخ ایمنی، مهار التهاب کمک کرده و حتی مانع رشد و گسترش سلول‌های سرطانی می‌شود.
مطالعات نشان می‌دهد این ماده می‌تواند به عنوان یک نوع کرم ضد آفتاب طبیعی در محافظت از پوست و بدن در برابر استرس اکسیداتیو ناشی از اشعه ماوراء بنفش عمل کند اما این کاروتنوئید شگفت‌انگیز عملکردهای بیشتری در جهت سلامتی بدن داراست. محققان دانشکده علوم غذایی دانشگاه واشنگتن، اثرات Astaxanthin را بر روی یک گروه از زنان شرکت‌کننده بررسی کردند که همگی آن‌ها 2 تا 8 میلی‌گرم Astaxanthin به مدت هشت هفته دریافت کردند. در پایان هشت هفته، بر روی همگی زنان آزمایش توبرکولین انجام شد.
نتایج نشان دادند که مکمل Astaxanthin می‌تواند به جلوگیری از آسیب DNA در بدن کمک کند، به ویژه هنگامی‌که در دوزهای بالاتر مصرف شود. رژیم غذایی دارای Astaxanthin با كاهش غلظت پروتئین C-reactive در پلاسما همراه است، كه سطح بالای آن به طور معمول نشان‌دهنده آترواسكلروز یا ضخیم شدن دیواره شریانی است.

علاوه براین محققان متوجه شدند که Astaxanthin می‌تواند به طور طبیعی از تولید بیش از حد لنفوسیت‌ها جلوگیری کند. این شرایط یک بیماری شناخته شده به عنوان لنفوپرولیفراسیون است که منجر به افزایش فعالیت سیتوتوکسیک سلول‌های قاتل طبیعی در بدن شده که جزء کلیدی ایمنی ذاتی است. رژیم غذایی Astaxanthin بیومارکرهای آسیب DNA را کاهش می‌دهد و پاسخ ایمنی را در زنان جوان سالم افزایش می‌دهد. Astaxanthin هم‌چنین یک آنتی‌اکسیدان قوی است که می‌تواند از ایجاد زخم جلوگیری کند.

یک مطالعه در نشریه اروپایی فارماکولوژی نشان داد مصرف Astaxanthin برای سلامت دستگاه گوارش نیز مفید است. از آن‌جایی که Astaxanthin یک آنتی‌اکسیدان شناخته شده است که رادیکال‌های آزاد مضر را از بدن دفع می‌کند، محققان بخش Biotechnology Cell موسسه تحقیقات تکنولوژی مواد غذایی مرکزی هند به مطالعه این مساله پرداختند که آیا Astaxanthin ممکن است به جلوگیری از زخم کمک کند یا خیر؟
پس از تجویز مقدار متفاوت از Astaxanthin برای آزمایش موش، آن‌ها دریافتند که این مواد مغذی قدرتمند حفاظت قوی برای موسین معده فراهم می‌کند که به نظر می‌رسد برای محافظت از دستگاه گوارش از آسیب اسید، میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا و سایر مواد مهاجم دیگر بسیار مفید است. Astaxanthin هم‌چنین به میزان قابل توجهی منجر به تولید آنزیم آنتی‌اکسیدانی در روده، از جمله آنتی‌اکسیدان اصلی گلوتاتیون پروکسیداز می‌شود.
افزایش توانایی آنتی‌اکسیدانی مانند تخریب رادیکال آزاد نشان می دهد که Astaxanthin ممکن است از آسیب‌های مخاطی معده از طریق مکانیزم آنتی‌اکسیدانی محافظت کند. این فرم Astaxanthin به مراتب بهتر از ضدزخم و داروی PPI مانند امپرازول در محافظت از دستگاه گوارش در برابر آسیب‌ها می‌باشد.

منبع:

Park, J.S., Chyun, J.H., Kim, Y.K., Line, L.L. and Chew, B.P., 2010. Astaxanthin decreased oxidative stress and inflammation and enhanced immune response in humans. Nutrition & metabolism, 7(1), p.18.

محققان دانشگاه پزشکی کارولینای جنوبی (MUSC) کشف کرده‌اند که استفاده از thioredoxin – یک آنتی‌اکسیدان طبیعی برای تثبیت سلول‌های T در سیستم ایمنی بدن – ممکن است یک گام بزرگ در جهت بهبود درمان‌های سیستم ایمنی مانند درمان سلول‌های AST و پیوند سلول‌های بنیادی خونساز (HSCT) باشد.
این مطالعات توسط موسسه ملی سلامت تحت نظر Shikhar Mehrotra انجام شده که نتیجه این تحقیقات در Biological Chemistry و Clinical Investigation منتشر شده است. اولین مطالعه ای که توسط Shikhar Mehrotra انجام شد در ماه نوامبر سال 2018 تحت عنوان “تيرودوکسين-1 فنوتيپ ايمني و متابوليک سلول‌هاي T آنتی‌تومور را بهبود مي بخشد” منتشر شد.

دومین مورد در ماه می سال جاری و تحت عنوان “Thioredoxin-1 confines T cell alloresponse and pathogenicity in graft-versus-host disease.” منتشر شد.
تیم محققان توضیح دادند که ACT نوعی از درمان ایمنی است که در سرطان‌های مربوط به سلول‌های T کاربرد دارد که در این نوع درمان، سلول‌های T خود را ویرایش می‌کنند تا بتوانند نشانگرهای خاصی از سرطان را به هم متصل کنند و سلول‌های سرطانی را هدف قرار دهند تا آن‌ها را به طور انتخابی بکشند و سلول‌های سالم مورد حمله سیستم ایمنی قرار نگیرد. برای این منظور، سلول‌های T بیمار از بدن خارج می‌شود و برای تشخیص نشانگرهای سرطانی خاص قبل از بازگشت به بیمار به شکل ACT طراحی می‌شوند. این نوع درمان در لوسمی و لنفوم‌ها کاربرد داشته و با این حال، سلول‌های تجمع یافته هنوز طول عمر کوتاهی دارند و اغلب از بین می‌روند و موجب سرطان می‌شوند.

یکی دیگر از رایج‌ترین روش‌های ایمن سازی، HSCT است که در آن سلول‌های بنیادی اهداکننده به بیمار تزریق می‌شوند. این سلول‌های بنیادی به شکل سلول‌های ایمنی بدن تبدیل شده که می‌توانند از سرطان جلوگیری کنند . HSCT روش بسیار پیچیده است و سلول‌های اهدا کننده قادر به تشخیص سلول‌های بیمار نیستند و به جای سلول‌های سرطانی به سلول‌های سالم میزبان حمله می‌کنند .
این مطالعه جدید نشان داده است که آنتی‌اکسیدان thioredoxin قادر به افزایش طول عمر سلول‌های T گیرنده با خنثی کردن مولکول‌های اکسیژن فعال(ROS) است. محققان توضیح دادند این مسئله مهم‌ترین مشکل در ACT را حل می‌کند که در آن طول عمر کوتاه سلول‌های T یکی از مشکلات اصلی بوده است.

سرطان‌ها و تومورها اغلب سطح بسیار بالایی از ROS در اطراف خود دارند که منجر به آسیب و مرگ سلول می‌شود. درمان سلول‌هایT تومور با thioredoxin نوترکیب، قبل از انتقال به پذیرنده، ظرفیت آنتی‌اکسیدان بالا را تحمیل می‌کند. هم‌چنین این سلول‌ها به صورت متابولیکی برای جلوگیری از رقابت مواد مغذی با تومور برنامه ریزی شده است که در نتیجه کنترل تومور را بهتر می‌کند. بیان thioredoxin در انسان‌ها و موش‌ها 90 درصد به طور یکسان است و به همین دلیل مدل‌های موش برای این آزمایش مناسب هستند.

برای مطالعه ، یک سویه ویژه‌ای از موش‌هایی که می‌توانند thioredoxin بیشتری تولید کنند ، انتخاب شدند. در این موش‌ها عمر طولانی‌تری از سلولهای T وجود دارد و بنابراین فعالیت ضد تومور نیز بیشتر است. به عنوان یک گام بعدی، در حال حاضر سلول‌های گیرنده T را به گونه‌‌ای تغییر داده و طراحی کرده‌اند تا بتوانند thioredoxin را بیش از حد بیان کنند در نتیجه این سلول‌های T اثرات ضدتومور بیشتری نشان دادند.
محققان بر روی بیان thioredoxin در سلول‌های اهداکننده T و HSCT و با استفاده از مدل‌های موش مطالعه کردند و به بررسی این‌که طول عمر در میان سلول‌های اهداکننده T به چه شکل است،‌ پرداختند. هنگامی‌که بیان thioredoxin در این سلول‌های اهدا‌کننده افزایش یافت، کاهش ROS در آن‌ها وجود داشت. این بدان معنی است که این سلول‌های اهدا‌کننده کمتر احتمال حمله به سلول‌های سالم فرد بیمار را دارند و بنابراین از شروع GVHD جلوگیری می‌شود. thioredoxin یک محصول طبیعی بدون سمیت است که از آن برای تثبیت فعال‌سازی سلول‌های T در جهت کاهش بیماری پروستات استفاده می‌شود، هم‌چنین اثر ضد‌تومور را نیز حفظ می‌کند.
کاهش بیان CD98 در سلول‌های T با thioredoxin بیشتر رخ می‌دهد . CD98 یک اسید آمینه اسیدی است که در سلول‌های T فعال دیده می‌شود. هنگامی که سطح CD98 سقوط می‌کند، جذب گلوتامین کمتری از سلول‌های T وجود دارد و احتمال GVHD کاهش می‌یابد.

منابع:

Chakraborty, P., Chatterjee, S., Kesarwani, P., Thyagarajan, K., Iamsawat, S., Dalheim, A., Nguyen, H., Selvam, S.P., Nasarre, P., Scurti, G. and Hardiman, G., 2019. Thioredoxin-1 improves the immunometabolic phenotype of antitumor T cells. Journal of Biological Chemistry, 294(23), pp.9198-9212.

Sofi, M.H., Wu, Y., Schutt, S.D., Dai, M., Daenthanasanmak, A., Voss, J.H., Nguyen, H., Bastian, D., Iamsawat, S., Selvam, S.P. and Liu, C., 2019. Thioredoxin-1 confines T cell alloresponse and pathogenicity in graft-versus-host disease. The Journal of clinical investigation.

CRISPR در زمان ویرایش DNA به طور تصادفی باعث ایجاد جهش در RNA می‌شود. محققان چندین سال پیش گزارش دادند که  سیستم ویرایش قدرتمند ژنوم به نام CRISPR را ایجاد کرده‌اند که می‌تواند با دقت بالا تغییرات مورد نیاز در ژنوم را ایجاد کند. اما نقاط ضعف ویرایش‌گرهای باز به طور فزاینده‌ای ظاهر می‌شوند. مطالعه جدید نشان می‌دهد که ویرایش‌گرها می‌توانند به طور تصادفی رشته‌های RNA را تغییر دهند که به ساخت پروتئین‌ها و یا انجام سایر وظایف سلولی کلیدی کمک می‌کند. محققان می‌گویند این مساله می‌تواند درمان‌های ایمنی را پیچیده‌تر کند و سایر برنامه‌های تحقیقاتی را مختل نماید.

بیماری‌ انسانی سلول داسی شکل به وسیله یک جهش نقطه‌ای در یکی از بازهای DNA، آدنین، گوانین، سیتوزین و تیمین ایجاد شده است و CRISPR  اغلب دچار مشکل در ویرایش باز اشتباه، شده است. این به این دلیل است که CRISPR رشته DNA را در مکان‌های هدف برش می‌دهد و پس از آن مکانیسم‌های ویرایش سلول را به کار می‌گیرد تا ساخت توالی اصلاح شده DNA را برای تصحیح جهش انجام دهد. در مقابل ویرایش به طور شیمیایی یک نقطه DNA را توسط آنزیم‌هایی که deaminases نامیده می‌شوند تغییر می‌دهند و نیازی به برش یا کمک از سلول نیست.

 CRISPR  مکان‌های هدف در ژنوم را شناسایی می‌کند و این مکان‌ها را ویرایش می‌کند اما تاثیراتی نیز بر روی نقاط غیر هدف RNA ( دارای سه باز مشابه با DNA ) دارد. بنابراین جی. کیت جونگ، پاتولوژیست و زیست‌شناس مولکولی در بیمارستان عمومی ماساچوست در بوستون، تیمی را هدایت کرد که ویرایش CRISPR را در سلول‌های کبدی و کلیه بدن انسان بررسی می‌کند. یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که این نوع ویرایش می‌تواند RNA را تغییر دهد. نتایج این بررسی در مجله Nature چاپ شده است.

جونگ بیان می‌کند که آن‌ها قبلا deaminases را طراحی کرده‌اند که به طور قابل ملاحظه‌ای تعدادی از ویرایش‌های غلط RNA را کاهش می‌دهد. جونگ می‌گوید “این برای ما خیلی دلگرم‌کننده بود.” “ما در نهایت مهندسان پروتئین هستیم، و می‌خواهیم بدانیم که آیا می‌توانیم سیستمی را مهندسی کنیم تا جهش‌ها از بین بروند.”

دیوید لیو، شیمیدان دانشگاه هاروارد که نخستین ویرایشگر باز را ایجاد کرد یادآور می‌شود که deaminases به طور طبیعی سلول‌های RNA را ویرایش می‌کند و تأکید می‌کند که پیامدهای بیولوژیکی چنین ویرایشی نامشخص است. او اضافه می‌کند که در مطالعات آزمایشگاهی خود راجع به ویرایش باز نیز رونوشت‌های غیر هدف را پیدا کرده‌اند، اما این مساله در مقادیر پایین‌تری رخ داده است.

هر دو لیو و جونگ تأکید می‌کنند که در نتیجه پژوهش‌های خود موفق به دست‌یابی به  deaminasesهایی شده اند که فقط بر روی DNA یا RNA عمل ویرایش را انجام می‌دهد و این باعث می‌شود تا آن‌ها اطمینان حاصل کنند که می‌توانند اثرات غیر هدف که توسط ویرایش ژنومی ایجاد می‌شد را از بین ببرند. ویرایش باز هنوز هم ابزار قدرتمندی برای از بین بردن جهش‌ها و از بین بردن اشتباهات رونویسی است که برخی تشخیص‌های غیر هدف باید بیشتر مورد مطالعه قرار بگیرند.

منابع:

Grünewald, J., Zhou, R., Garcia, S.P., Iyer, S., Lareau, C.A., Aryee, M.J. and Joung, J.K., 2019. Transcriptome-wide off-target RNA editing induced by CRISPR-guided DNA base editors. Nature, 569(7756), p.433.

Listgarten, J., Weinstein, M., Kleinstiver, B.P., Sousa, A.A., Joung, J.K., Crawford, J., Gao, K., Hoang, L., Elibol, M., Doench, J.G. and Fusi, N., 2018. Prediction of off-target activities for the end-to-end design of CRISPR guide RNAs. Nature biomedical engineering, 2(1), p.38.

ویتامینE  اصطلاحی برای یک گروه متشکل از هشت ترکیب محلول در چربی است که در انواع مختلفی از غذاهای کامل یافت می‌شود. این ترکیبات، که آلفاتوکوفرول فعال‌ترین آن‌هاست، دارای نقش‌های بسیاری در بدن هستند.

خواص آنتی‌اکسیدانی

ویتامین E مانند ویتامین A و آنتی‌اکسیدان مهم آن است که نقش اصلی آن در بدن از بین بردن رادیکال‌های آزاد می‌باشد. رادیکال‌های آزاد (که به‌واسطه آلودگی هوا و آب، سیگار کشیدن، تابش آفتاب و مصرف غذاهای فرآوری شده تولید می‌شوند) اتم‌های فعال یا گروه‌های اتمی هستند که حداقل یک الکترون را از دست داده و مجبور به گرفتن الکترون از مولکول‌های اطراف در جهت تثبیت خودشان به طرز ناخوشایند می‌باشند که باعث خرابی در بدن می‌شود. درواقع، فعالیت رادیکال آزاد بدون کنترل، علت اصلی پیری سریع و هم‌چنین بیماری‌های دژنراتیو مانند سرطان، آرتریت، بیماری آلزایمر و آب مروارید است. از آنجا که ویتامین E می‌تواند این رادیکال‌های آزاد را خنثی کند، می‌تواند در جلوگیری از این بیماری‌های جدی موثر باشد.

تقویت سیستم قلبی عروقی

ویتامین E نقش مهمی در سیستم قلبی‌عروقی دارد.

• به تشکیل سلول‌های قرمز خون کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود بافت اکسیژن کافی دریافت می‌کند (که به نوبه خود بدن را از کم خونی محافظت می‌کند).
• از طريق گسترش عروق خونی، از انقباض پلاکت‌ها و ايجاد لخته جلوگیری می‌کند.
• از اکسیداسیون کلسترول و مسدود شدن شریان‌ها جلوگیری می‌کند. به همین علت، سطح بالایی از ویتامین E در بدن با کاهش حملات قلبی غیرطبیعی و سکته مغزی در افراد ارتباط دارد. ویتامین E هم‌چنین عوارض مربوط به دیابت را کاهش می‌دهد.

ویتامین E مانند بسیاری از ویتامین‌های دیگر، به خصوص ویتامین‌های B، به حفظ عملکرد سلول کمک می‌کند. به عنوان مثال، ویتامین E در تمایز سلولی نقش دارد،  فرآیند تبدیل سلول‌های عمومی به سلول‌های تخصصی که موجب بهبود ارتباط سلولی می‌شود. علاوه بر این، ویتامین E با تنظیم بیان ژن نیز همراه است، به این معنی که به عملکرد ​​و تولید آنزیم‌های خاص، پروتئین‌ها و هورمون‌ها در بدن کمک می‌کند.

چقدر ویتامین E  نیاز داریم؟

بر اساس منابع رسمی، مصرف روزانه 15 میلی‌گرم (22.4 واحد بین المللی) ویتامین E برای مردان و زنان بالای 14 سال توصیه می‌شود. بالاترین سطح ایمن ویتامین E برای بزرگسالان 1500 واحد بین‌المللی در روز برای مصرف طبیعی (یعنی غذا بر اساس فرم‌های ویتامین E ) و 1000 واحد بین‌المللی در روز برای فرم‌های مصنوعی ویتامین E می‌باشد. بیش از این سطوح ممکن است خونریزی بیش از حد ناشی از اثرات ضد انعقادی ویتامین E رخ دهد.

کمبود ویتامین E چیزی نیست که اکثر ما نگران آن هستیم چون تعداد زیادی از غذاها حاوی آن هستند. به این ترتیب، منابع بسیار خوبی از ویتامین شامل روغن جوانه گندم، دانه‌های آفتابگردان، بادام، روغن گلرنگ، فندق، بادام زمینی، اسفناج و بروکلی می‌تواند در رژیم غذایی ما قرار بگیرد.

منابع:

Burton, G.W. and Traber, M.G., 1990. Vitamin E: antioxidant activity, biokinetics, and bioavailability. Annual review of nutrition, 10(1), pp.357-382.

Traber, M.G. and Atkinson, J., 2007. Vitamin E, antioxidant and nothing more. Free Radical Biology and Medicine, 43(1), pp.4-15.

Packer, J.E., Slater, T. and Willson, R.L., 1979. Direct observation of a free radical interaction between vitamin E and vitamin C. Nature, 278(5706), pp.737-738.

بر طبق یک تحقیق انجام شده MitoQ یک آنتی‌اکسیدان قوی بوده که به طور خاص در مسیر کاهش پیری شریان‌ها مشارکت می‌کند.
برای حفظ سلامت بدن، رگ‌های خونی باید بتوانند در صورت لزوم خاصیت انعطاف‌پذیری داشته باشند. اندوتلیوم (یک لایه نازک از سلول‌هایی که در رگ‌های خونی قرار دارند) هنگامی که نیاز به انقباض است، یک ماده شیمیایی به نام نیتریک اکساید تولید می‌کند. اکسیدنیتریک به علت تخریب رادیکال‌های آزاد بسیار مهم است، به خصوص رادیکال آزاد سوپراکسید که توسط میتوکندری‌های بدن تولید می‌شود. سوپر اکسید هم‌چنین یکی از آنزیم‌هایی است که به عنوان یک پیش‌رونده برای اکسیدنیتریک عمل کرده و منجر به کاهش سطح مواد شیمیایی و کاهش انقباض عروق خونی می‌شود که به نوبه خود، باعث افزایش خطر بیماری قلبی می‌گردد.
سوپراکسید برای حفظ عملکرد سلولی ضروری است، اما با بالارفتن سن، میتوکندری‌ها این رادیکال آزاد را در مقادیر بالاتری تولید می‌کنند. در عین حال، سطوح آنتی‌اکسیدان‌ها در بدن اغلب با افزایش سن، کاهش می‌یابد که منجر به افزایش سطح سوپراکسید می‌شود. سپس سوپراکسید شروع به آسیب رساندن به خود میتوکندری می‌کند که در نهایت منجر به کاهش سطح آنتی‌اکسیدانی خون و آسیب بیشتر سلولی می‌گردد.
مطالعات قبلی تلاش کرده‌اند از مکمل‌های آنتی‌اکسیدانی برای کاهش سطح سوپراکسید استفاده کنند و از این طریق اتساع عروقی را بهبود بخشد اما هیچ‌کدام موفق نبودند. به منظور جلوگیری از این مشکل، محققان به طور خاص یک آنتی‌اکسیدان را برای تطابق با میتوکندری‌ها طراحی کرده‌اند. این ماده شیمیایی، MitoQ، با افزودن مولکول اتصال‌دهنده میتوکندری به کوآنزیم Q10  عمل آنتی‌اکسیدانی خود را اعمال می کند.

دانشمندان معتقدند که آنتی‌اکسیدان‌ها مانند ویتامین C به صورت خوراکی به مکان‌هایی که در آن انواع اکسیژن فعال ساخته می‌شوند وارد نمی‌شوند. MitoQ اساسا به سمت میتوکندری‌ها حرکت می‌کند. هنگامی که محققان موش‌های سالخورده را با مکمل MitoQ به مدت چهار هفته تیمار کردند، شریان‌های آن‌ها از سطح عملکردی برابر با یک انسان 70 تا 80 ساله به سطح معادل یک انسان 25 تا 35 ساله رسید. علاوه بر این، سطح اکسید نیتریک موش‌ها افزایش یافت، سطح استرس اکسیداتیو آن‌ها کاهش و سلامت میتوکندری آن‌ها بهبود یافت.

یکی از نشانه‌های بالا رفتن سن، اختلال اندوتلیال است. MitoQ به طور کامل عملکرد اندوتلیال را در موش‌های سالم بازسازی کرد و موش‌ها کاملا جوان به نظر می‌رسیدند. اگر چه تست‌های عملکردی هنوز در مراحل اولیه هستند، اما MitoQ می‌تواند به عنوان یک مکمل غذایی و کرم پوستی مصرف شود. CoQ10، شیمیایی که به عنوان پایه برای MitoQ شناخته شده و می‌تواند به عنوان مکمل غذایی کاربرد داشته باشد.
CoQ10 ماده‌ای است که به طور طبیعی توسط بدن تولید می‌شود تا به فعالیت آنزیم‌ها کمک کند، از جمله کمک به میتوکندری در تولید آدنوزین‌تری‌فسفات (ATP)، منبع اصلی انرژی سلولی. CoQ10 به تنهایی برای جلوگیری از آسیب سلولی و بهبود فشار خون بالا کاربرد دارد. هم‌چنین برای برخی از مزایای دیگر از جمله مبارزه با سرطان، بهبود سلامت شناختی، کاهش اثرات پیری، کاهش درد دیابت، کاهش کلسترول بالا و بهبود سلامت قلب، مورد بررسی قرار گرفته است.

منبع:

Gioscia‐Ryan, R.A., LaRocca, T.J., Sindler, A.L., Zigler, M.C., Murphy, M.P. and Seals, D.R., 2014. Mitochondria‐targeted antioxidant (MitoQ) ameliorates age‐related arterial endothelial dysfunction in mice. The Journal of psiology, 592(12), pp.2549-2561.