سلول‌ها راه تازه‌ای برای جبران یک بیماری ژنتیکی نادر پیدا می‌کنند

دانشمندان دریافته‌اند که با کاهش فعالیت یک ژن خاص، سلول‌ها می‌توانند بخشی از آسیب ناشی از فقدان پروتئین اصلی این بیماری را دور بزنند. این یافته نه‌تنها نگاه تازه‌ای به سازوکار‌های تطبیقی بدن می‌اندازد، بلکه راه را برای درمان‌هایی هدفمندتر و کم‌خطرتر هموار می‌کند؛ درمان‌هایی که به‌جای جایگزینی مستقیم یک پروتئین از دست‌رفته، تعادل ظریف درون سلول را دوباره برقرار می‌کنند.

«آتاکسی فریدریش» (Friedreich’s ataxia) یک بیماری ژنتیکی نادر، اما بسیار جدی است که معمولاً در کودکی یا اوایل نوجوانی خود را نشان می‌دهد. این بیماری به‌تدریج باعث اختلال در تعادل، ضعف عضلانی، مشکلات حرکتی و در بسیاری از موارد درگیری قلب می‌شود. علت اصلی آن، از دست رفتن یا کاهش شدید پروتئینی به نام «فراتاکسین» (Frataxin) است؛ پروتئینی که نقش کلیدی در عملکرد طبیعی نیروگاه‌های انرژی سلول، یعنی «میتوکندری» (Mitochondria)، دارد.

بیماری ژنتیکی آتاکسی فریدریش

تا امروز، درمان مؤثری که بتواند روند این بیماری را متوقف یا معکوس کند در دسترس نبوده است. بر اساس مقاله منتشر شده در مجله «نیچر» (Nature)، بیشتر درمان‌ها تنها بخشی از علائم را کاهش می‌دهند و برای همه بیماران کارآمد نیستند. به همین دلیل، پژوهش‌های بنیادی که به‌دنبال درک دقیق‌تر سازوکار‌های مولکولی این بیماری هستند، اهمیت حیاتی دارند. کشف تازه‌ای که اکنون منتشر شده، از دل همین تلاش‌های بنیادی بیرون آمده است.

وقتی نبود یک پروتئین، کل سیستم انرژی را مختل می‌کند

در بدن سالم، فراتاکسین به تولید ساختار‌هایی به نام «خوشه‌های آهن–گوگرد» (Iron-sulfur clusters) کمک می‌کند. این خوشه‌ها اجزای کوچکی هستند که برای بسیاری از واکنش‌های حیاتی سلول ضروری‌اند، به‌ویژه واکنش‌هایی که به تولید انرژی مربوط می‌شوند. بدون این خوشه‌ها، میتوکندری‌ها نمی‌توانند وظیفه خود را به‌درستی انجام دهند و سلول‌ها دچار بحران انرژی می‌شوند.

در بیماران مبتلا به آتاکسی فریدریش، فقدان فراتاکسین به معنای اختلال گسترده در این سیستم است. نتیجه این اختلال، آسیب تدریجی سلول‌های عصبی و عضلانی است؛ سلول‌هایی که بیش از دیگران به انرژی پایدار نیاز دارند. سال‌ها این تصور وجود داشت که بدون فراتاکسین، راه گریزی برای سلول‌ها باقی نمی‌ماند.

کم‌اکسیژنی به‌عنوان یک ابزار، نه یک درمان

پژوهش‌های پیشین نشان داده بودند که قرار دادن سلول‌ها یا مدل‌های حیوانی این بیماری در شرایط «کم‌اکسیژنی» (Hypoxia)، یعنی محیطی با اکسیژن کمتر از حد معمول، می‌تواند تا حدی اثرات فقدان فراتاکسین را کاهش دهد. اما کم‌اکسیژنی به‌عنوان یک درمان عملی برای انسان‌ها مناسب نیست.

نکته هوشمندانه در پژوهش جدید این بود که دانشمندان از کم‌اکسیژنی نه به‌عنوان درمان، بلکه به‌عنوان یک ابزار آزمایشگاهی استفاده کردند. هدف آنها این بود که بفهمند سلول‌ها تحت این شرایط چگونه زنده می‌مانند و چه تغییرات ژنتیکی‌ای اجازه می‌دهد این بقا ممکن شود.

راز بقا در یک ژن کمتر شناخته‌شده

برای پاسخ به این پرسش، پژوهشگران از یک کرم بسیار کوچک به نام «سی الگانس» (C. elegans) استفاده کردند؛ موجودی که علی‌رغم سادگی، ابزار قدرتمندی برای مطالعه ژنتیک است. آنها کرم‌هایی را مهندسی کردند که کاملاً فاقد فراتاکسین بودند و تنها در شرایط کم‌اکسیژن زنده می‌ماندند. سپس به‌دنبال نمونه‌های نادری گشتند که حتی با افزایش اکسیژن هم زنده می‌ماندند.

بررسی ژنتیکی این کرم‌های مقاوم، توجه دانشمندان را به ژنی به نام «FDX2» جلب کرد. این ژن در میتوکندری فعال است و در مسیر‌های مرتبط با خوشه‌های آهن–گوگرد نقش دارد. نکته شگفت‌انگیز این بود که کاهش فعالیت FDX2، به‌جای بدتر کردن وضعیت، به سلول‌ها کمک می‌کرد تا نبود فراتاکسین را جبران کنند.

کرم الگانس

تعادل ظریف درون سلول

یافته‌ها نشان دادند که مشکل اصلی فقط کمبود فراتاکسین نیست، بلکه «عدم تعادل» میان فراتاکسین و FDX2 است. وقتی فراتاکسین کم است، سطح بالای FDX2 می‌تواند فرایند‌های حیاتی را مختل کند. اما اگر FDX2 کمی کاهش یابد، مسیر‌های تولید خوشه‌های آهن–گوگرد دوباره فعال می‌شوند و عملکرد سلول بهبود پیدا می‌کند.

این کشف دیدگاه رایج درباره بیماری‌های ژنتیکی را به چالش می‌کشد. همیشه لازم نیست آنچه از دست رفته را مستقیماً جایگزین کنیم؛ گاهی تنظیم دوباره اجزای باقی‌مانده کافی است تا سیستم به تعادل برسد.

از کرم تا انسان؛ نشانه‌های امیدوارکننده

با توجه به مطالعات صورت گرفته در «دانشگاه هاروارد» (harvard)، پژوهشگران این یافته‌ها را فقط به مدل کرم محدود نکردند. آنها نتایج را در سلول‌های انسانی و سپس در مدل‌های موشی بیماری نیز بررسی کردند. در موش‌هایی که سطح FDX2 در آنها کاهش یافته بود، بهبود قابل‌توجهی در علائم عصبی مشاهده شد. این موضوع نشان می‌دهد که سازوکار کشف‌شده، محدود به یک موجود ساده نیست و می‌تواند در پستانداران هم کار کند.

چرا این کشف متفاوت است

بسیاری از درمان‌های پیشنهادی برای بیماری‌های ژنتیکی بر «جایگزینی ژن یا پروتئین» تمرکز دارند؛ رویکرد‌هایی که اغلب پیچیده، پرهزینه و پرریسک هستند. در مقابل، این پژوهش مسیر متفاوتی پیشنهاد می‌دهد. یعنی هدف‌گیری یک ژن تعدیل‌کننده که می‌توان آن را با دارو‌های متعارف تنظیم کرد.

به همین دلیل، کاهش FDX2 به‌عنوان یک هدف درمانی بالقوه، از نظر عملی جذاب‌تر به نظر می‌رسد. این رویکرد می‌تواند راه را برای درمان‌هایی هموار کند که دقیق‌تر، ایمن‌تر و شخصی‌سازی‌شده‌تر باشند.

کشف نقش FDX2 در جبران فقدان فراتاکسین، نمونه‌ای روشن از توانایی شگفت‌انگیز سلول‌ها برای سازگاری است. این پژوهش نشان می‌دهد حتی در بیماری‌های ژنتیکی شدید، بدن همیشه کاملاً ناتوان نیست و گاهی تنها به یک تنظیم ظریف نیاز دارد تا مسیر‌های حیاتی دوباره فعال شوند.

هرچند هنوز راهی طولانی تا تبدیل این یافته به درمان انسانی باقی مانده است، اما پیام آن روشن است: امید درمان، نه در معجزه‌های ناگهانی، بلکه در فهم دقیق‌تر تعادل‌های پنهان درون سلول نهفته است.