بازسازی بافت، تا حدی، از طریق سوله های تخصصی که سلول های بنیادی را نگه می دارند، تنظیم می شود. هنگامی که سلول‌های بنیادی، به‌عنوان مثال در اثر خراش روی پوست، آشفته می‌شوند، می‌توانند به مناطقی که نیاز به ترمیم دارند حرکت کنند. برای انجام این کار، سلول ها وارد حالت انعطاف پذیری دودمان می شوند.
متیو تیرنی، دکترای فوق دکترا در آزمایشگاه الین فوکس، دکترا، محقق پروفسور در دانشگاه راکفلر، توضیح داد که انعطاف پذیری دودمان «می تواند مانند یک شمشیر دو لبه عمل کند». این فرآیند برای هدایت سلول‌های بنیادی به قسمت‌هایی از بافتی که بیشتر نیاز دارند ضروری است، اما اگر کنترل نشود، می‌تواند همان بافت‌ها را در برابر حالت‌های مزمن ترمیم و حتی برخی از انواع سرطان آسیب‌پذیر کند.»
در یک صفحه نمایش برای شناسایی تنظیم‌کننده‌های کلیدی این فرآیند، محققان آزمایشگاه فوش رتینوئیک اسید تمام ترانس (atRA) را به عنوان یک متابولیت ویتامین A ضروری برای بازگرداندن هویت فیزیولوژیکی سلول‌ها در کشت پیدا کردند. این یافته ها انعطاف پذیری دودمان را با پیامدهای بالینی بالقوه روشن می کند.
این اثر در علوم پایه در مقاله، “ویتامین A انعطاف پذیری دودمان را حل می کند تا انتخاب های دودمان سلول های بنیادی را تنظیم کند.”
فوکس گفت: “هدف ما این بود که این وضعیت را به خوبی درک کنیم تا یاد بگیریم چگونه آن را بالا یا پایین بگیریم.” ما اکنون درک بهتری از اختلالات پوست و مو و همچنین مسیری برای جلوگیری از شکل‌پذیری دودمان در رشد تومور داریم.
فوکس و تیمش مولکول‌های کوچک را برای توانایی آنها در حل انعطاف‌پذیری دودمان در سلول‌های بنیادی فولیکول مو موش (HFSCs)، تحت شرایطی که حالت زخم را تقلید می‌کرد، غربالگری کردند. آنها دریافتند که اسید رتینوئیک برای خروج سلول های بنیادی از انعطاف پذیری دودمان و تمایز به سلول های مویی یا سلول های اپیدرمی در شرایط آزمایشگاهی ضروری است.
به طور خاص، نویسندگان خاطرنشان کردند که با لایه‌بندی داده‌های منظره‌سازی رونویسی و کروماتین با فعل و انفعالات گیرنده-DNA اسید رتینوییک هسته‌ای فعال شده با رتینوئید، ما اهدافی را شناسایی کردیم که بر این نتیجه تأثیر می‌گذارند. در این شبکه نظارتی پایین دست، فاکتور پیشگام SOX9 گنجانده شده است، که به طور مستقیم ژن های کلیدی فولیکول مو را تنظیم می کند و در عین حال سرنوشت اپیدرمی را خاموش می کند.
فوکس گفت: «از طریق مطالعات خود، ابتدا در شرایط آزمایشگاهی و سپس در داخل بدن، ما یک عملکرد ناشناخته قبلی برای ویتامین A کشف کردیم، مولکولی که مدت‌ها شناخته شده بود که اثرات قوی اما اغلب گیج‌کننده بر پوست و بسیاری از اندام‌های دیگر دارد. این تیم دریافتند که مداخلات ژنتیکی، رژیمی و موضعی که باعث افزایش یا حذف اسید رتینوئیک از موش‌ها می‌شود، همگی نقش آن را در متعادل کردن واکنش سلول‌های بنیادی به آسیب‌های پوستی و رشد مجدد مو تایید می‌کنند. رتینوئیدها به خودی خود عمل نکردند: تأثیر متقابل آنها با مولکول‌های سیگنال‌دهنده BMP و WNT بر اینکه سلول‌های بنیادی باید سکون خود را حفظ کنند یا به طور فعال در رشد مجدد مو شرکت کنند، تأثیر می‌گذارد.
این تیم همچنین نشان داد که سطح اسید رتینوئیک باید کاهش یابد تا سلول‌های بنیادی فولیکول مو در ترمیم زخم شرکت کنند – اگر سطح آن خیلی بالا باشد، وارد انعطاف‌پذیری نسب نمی‌شوند و نمی‌توانند زخم‌ها را ترمیم کنند – اما اگر سطوح خیلی پایین باشد، ساقه سلول‌ها به شدت بر روی ترمیم زخم تمرکز می‌کنند و به هزینه بازسازی مو می‌پردازند.
فوکس گفت: «ممکن است به همین دلیل باشد که اثرات ویتامین A بر روی بیولوژی بافت بسیار مبهم بوده است.
یکی از نتایج ناشناخته ماندن بیولوژی رتینول برای مدت طولانی این است که کاربرد رتینوئید و ویتامین A برای مدت طولانی نتایج گیج کننده ای را به همراه داشته است. رتینوئیدهای موضعی برای تحریک رشد مو در زخم ها شناخته شده اند، اما نشان داده شده است که رتینوئیدهای بیش از حد از چرخش مو جلوگیری می کند و باعث آلوپسی می شود. مطالعه حاضر رتینوئیدها را در نقش مرکزی‌تر نشان می‌دهد – تنظیم هر دو فولیکول مو و سلول‌های بنیادی اپیدرمی.
Tierney گفت: «با تعریف حداقل الزامات مورد نیاز برای تشکیل انواع سلول‌های موی بالغ از سلول‌های بنیادی خارج از بدن، این کار پتانسیل تغییر روشی را دارد که ما به مطالعه زیست‌شناسی مو نزدیک می‌شویم.»
اینکه چگونه رتینوئیدها بر سایر بافت ها تأثیر می گذارند باید دید. فوکس گفت: «وقتی هویج می‌خورید، ویتامین A به‌عنوان رتینول در کبد ذخیره می‌شود و به بافت‌های مختلف فرستاده می‌شود. بسیاری از بافت‌هایی که رتینول دریافت می‌کنند و آن را به اسید رتینوئیک تبدیل می‌کنند نیاز به ترمیم زخم دارند و از انعطاف‌پذیری اصل و نسب استفاده می‌کنند، بنابراین جالب است که ببینیم پیامدهای یافته‌های ما در پوست چقدر گسترده خواهد بود.
آزمایشگاه فوکس همچنین به چگونگی تأثیر رتینوئیدها بر انعطاف پذیری دودمان در سرطان، به ویژه کارسینوم سلول سنگفرشی و بازال علاقه مند است. فوکس گفت: «سلول‌های بنیادی سرطانی هرگز انتخاب درستی نمی‌کنند، آنها همیشه کاری غیرعادی انجام می‌دهند. زمانی که این حالت را در بسیاری از انواع سلول‌های بنیادی مطالعه می‌کردیم، متوجه شدیم که وقتی انعطاف‌پذیری دودمان کنترل نشود، عامل اصلی سرطان است.
کارسینوم های سلول بازال انعطاف نسبتاً کمی دارند و نسبت به کارسینوم های سلول سنگفرشی بسیار کمتر تهاجمی هستند. اگر مطالعات آینده نشان دهد که سرکوب شکل پذیری دودمان کلیدی برای کنترل رشد تومور و بهبود نتایج است، رتینوئیدها ممکن است نقش کلیدی در درمان این سرطان ها داشته باشند.
فوکس گفت: “این امکان وجود دارد که سرکوب شکل پذیری نسب بتواند پیش آگهی ها را بهبود بخشد.” این مورد تا کنون در رادار نبوده است. این یک جبهه هیجان‌انگیز برای بررسی است.»