İnsan mezenkimal kök hücreleri (hMSC'ler), çevresel uyarıcılara cevaben konakçı bağışıklık sisteminin birden fazla bileşenini koordine ederek kısmen endojen doku onarımını teşvik eder. Son çalışmalar, hMSC'lerin metabolik olarak heterojen olduğunu ve doku onarımının biyokimyasal taleplerini desteklemek için metabolizmayı aktif bir şekilde yeniden yapılandırdığını göstermiştir. Bununla birlikte hMSC'lerin, immünomodülatör özelliklerini desteklemek için enerji metabolizmalarını nasıl düzenledikleri büyük ölçüde bilinmemektedir.
HMSC'ler, rejeneratif tıp alanında potansiyel bir hücre tedavisi olarak yoğun ilgi görmektedir. Bu tip kök hücreler, yetişkin donörlerin kan, kemik ve yağ dokusundan sağlanabilmesi kolaylığı ve birkaç doku türünü yeniden oluşturma kapasiteleriyle bilinir.
Yakın zamanlarda yapılan bir çalışmada, hMSC'lerin doku tamiri özelliklerinin, immün yanıtları modüle etme yeteneklerine ve yaralı bölgedeki enflamasyonun giderilmesine yardımcı olmalarına dayandığı öne sürülmüştür. Bunun gerçekleşmesi için hMSC'lerin, enerji üretmek için mevcut besinleri kullanma şeklini değiştirmek de dahil olmak üzere yerel mikro ortama adapte olmaları gerekir.
Bilim adamları, enflamatuar koşullar altında bu hücrelerin, aerobik glikoliz olarak adlandırılan bir merkanizmaya sahip olduğunu buldular. Bu mekanizmaya göre, bu hücreler enerji üretmek için oksijen ile birlikte tek başına şeker (glikoz) kullanırlar. HMSC'ler bu tür enerji üreten mekanizmaları kullandıklarında enflamasyonu önleme yetenekleri artar. Normal olarak, insan hücreleri sadece oksijen sınırlı olduğunda glikoliz kullanmayı tercih eder. Ancak son araştırmalar, hücrelerin bu süreci düşünüldüğünden daha sık kullandığını ve çeşitli hücresel fonksiyonlara bağdaştığını gösterdi.
Yapılan çalışmada, insan mezenkimal kök hücrelerinin enflamasyonla savaşmak için manipüle edilebileceği ve multipl skleroz (MS) gibi enflamatuar hastalıkları tedavi etmek için bir hücre tedavisi olarak kullanılabileceği gösterildi. Çalışmada, immün aktivasyon sırasında hMSC metabolik yeniden yapılandırması araştırılmış ve hMSC metabolik durumunun immünomodülatör özelliklerini önemli ölçüde etkilediğine dair kanıt sağlandı.
Araştırmacılar, laboratuarda yetişen hMSC'leri interferon gama (IFN γ) olarak adlandırılan doğal bir enflamatuar tetikleyiciye maruz bıraktı ve bu uyaranlara nasıl cevap verdiklerine baktılar. Hücrelerin, metabolizmalarını, antienflamatuar kimyasal haberciler veya sitokin salınımlarına neden olan ve immün hücre büyümesini (özellikle T hücreleri adı verilen aktif immün hücrelerin çoğalması) inhibe eden glikolizise doğru değiştirdiğini gördüler.
Araştırmacılar, çeşitli hastalıklarda immünomodülatör özelliklerini ve tedavi etkinliğini arttırmak için hMSC'lerin metabolizmasından faydalanmanın mümkün olabileceğini düşünüyorlar. Gelecekte, bu hücrelerin enflamasyon ile mücadele kapasitesinin MS benzeri hastalıkları tedavi etmek için kullanılıp kullanılamayacağını görmek için hayvan modellerini incelemeyi planlıyorlar.
Yijun Liu, Xuegang Yuan, Nathalie Muñoz, Timothy M. Logan, Teng Ma. Commitment to Aerobic Glycolysis Sustains Immunosuppression of Human Mesenchymal Stem Cells, Stem Cells Translational Medicine 2018.+ Tüm Referansları Göster