سازوکار سلولهای پوست در محافظت از بدن

پوست، سرسخت‌ترین مدافع بدن ما در برابر عوامل بیماری‌زا و سایر تهدیدات خارجی است. بیرونی‌ترین لایۀ آن از طریق یک دگرگونی (Transformation) شگفت‌انگیز حفظ می‌شود ، که در آن سلول های پوست به سرعت به فلس‌هایی (Squames) تبدیل می شوند ، سلول های مرده مسطح و محکم که یک مهر و موم محکم میان قسمت زنده پوست و دنیای خارج از آن ایجاد می کنند.
محققان معتقدند که در طول زندگی، فلس‌ها (اسکوام‌ها) از از روی سطح بدن پوست ریزی نموده و توسط سلول‌های داخلی که به سمت لایۀ خارجی در حرکت هستند، جایگزین می‌شوند. محققان طی پژوهشهای خود سازوکاری برای سلول‌های پوست مشخص نمودند که آنها را قادر می سازد تا متوجه رخ دادن تغییرات در محیط پیرامونی خود گشته و به سرعت راه حلی برای هدایت فلس‌ها، اعمال نمایند.
این پژوهش که بر روی موش‌ها انجام گرفته است ، بینش‌های جدیدی در این حوزه به ارمغان آورده‌است که خطاهای احتمالی در این سازوکار، چگونه منجر به بیماری‌های پوستی از قبیل درماتیت آتوپیک و پسوریازیس می‌شود.
لایۀ اپیدرم پوست(روپوست)، شامل یک لایه داخلی سلولهای بنیادی(بن یاخته) است که به طور دوره ای تقسیمشان متوقف می‌شود و به سمت بیرون و سطح بدن حرکت می‌کنند. هم‌چنانکه که این سلول‌ها از لایه های بعدی خود عبور نموده ،با تغییرات شدید محیط زندگی ما ، مانند تغییرات درجه حرارت، روبرو می‌شوند. در آخرین مرحله ، با نزدیک شدن به سطح ، هسته (Nuclei) و اندامک (organelle) سلول ها به طور ناگهانی در فرآیند تبدیل دراماتیک سلول به فلس‌ها، از بین می روند.
محققان درست پیش از تبدیل سلول‌های پوستی به فلس، پدیده ای عجیب در آن‌ها مشاهده نمودند : لکه های رسوبی پروتئین با رنگ تیره، مشابه قطره هایی که با ریختن روغن داخل سرکه و خوب تکان دادن مخلوط، مشاهده می‌شوند.
این پدیده، که با عنوان جدایش فازی (Seperation Phase) شناخته می‌شود، هنگامی مخلوط شدن مایعات با ویژگی‌های نامتناسب رخ می دهد، روغن همواره متمایل به ترکیب شدن با سایر روغن ها می باشد، بنابراین از سرکه‌ که برپایۀ آب(Water-Base) است، جدا می‌شود. تصور برآن است که پدیدۀ جدایش فازی در داخل سلول ها نیز رخ می دهد، در این پدیدۀ داخل سلولی، قطرات روغن همانند ساختارهای تقریبا ناشناخته‌ای هستندکه برخلاف بسیاری از اندامک‌های سلولی دیگر، با غشاهای چربی محدود و مرزبندی نشده‌اند. پژوهشگران به این موضوع مشکوک گشتند که در سلولهای پوستی ، رسوبات پروتئین تیرۀ مشاهده شده ، معروف به گرانولهای کراتوهیلین (keratohyalin granules) ، از طریق جدایش فازی تشکیل می‌شوند و حامل پیام‌های مولکولی هستند که هنگام آزاد شدن ، سلول‌ها را برمی‌انگیزند تا به سرعت تخت شده و بمیرند. گرانول در زبان پارسی به معنای دانه و ذرات ریز می باشند که در این مقاله با واژۀ گرانول از آن یاد می گردد.

* راستی آزمایی این نظریه :

اما محققان جهت راستی آزمایی این نظریه روی پوست، روشی را ابداع نمودند تا سازوکار جدایش فازی را بدون ایجاد اختلال در رویّۀ طبیعی پردازش یک سلول، تجسم و مشاهده نمایند. آن‌ها موش‌هایی با یک حسگر جدایش فازی خلق نمودند ؛ این حسگر، یک زیست‌مولکول (Biomolecule) است و هنگامی که گرانول‌های کراتوهیلین تشکیل می‌شوند، در زیر میکروسکوپ نور سبز ساطع می نماید، و هنگامی که گرانول‌ها تجزیه می‌شوند، از بین می‌رود.
با این روش، محققان توانستند نشان دهند که یک پروتئین به نام فیلاگرین(Filaggrin)، که در برخی از بیماری‌های پوستی، جهش‌یافته می‌شود، در تشکیل گرانول نقش اساسی دارد. پژوهشگران دریافتند، اگر فیلاگرین به درستی عمل ننماید، جدایش فازی رخ نمی دهد، پوست دچار فقدان گرانول‌های کراتوهیلین گشته و سلول‌ها دیگر قادر نخواهندبود تا در پاسخ به محرک‌های محیطی تغییر کنند.

اما یافته های این پژوهش هم‌چنین دلایل اساسی بیماری‌های پوستی مرتبط با جهش در فیلاگرین را فاش می نمایند. برای نمونه، هنگامی که محققان با مهندسی نمودن پروتئین‌های فیلاگرین سبب گردید آن‌ها به تقلید جهش‌یافتگی‌های مربوط به درماتیت آتوپیک بپردازند، سلول‌های پوستی دیگر نتوانستند گرانول‌های طبیعی تشکیل دهند. به احتمال بسیار زیاد فقدان جدایش فازی، عامل نقص در تولید سد پوستی می‌باشد، که منجر به داشتن پوستی ملتهب و ترک‌خورده می‌شود، چنانکه در این بیماری‌ها قابل مشاهده‌است.
همچنین این روش علمی ممکن است راه‌های نوینی را برای توسعۀ روش‌های درمانی در این بیماری و سایر بیماری‌های پوستی مرتبط با فیلاگرین، بگشاید.
بیشتر روش‌های درمانی که تا به حال توسعه یافته‌اند، بر سرکوب و محدود نمودن سیستم ایمنی بدن مترکز بوده‌اند، اما یافته های این پژوهش نشانگر آن است که محققان باید با دقت بیشتری به خود لایۀ موسوم به سد توجه نمایند.

Ref: Science Journal,March2020