نارسایی اندام ممکن است کشنده باشد؛ ولی کلیه‌ها و قلب و کبد برای این فاجعه آماده هستند. نتایج پژوهشی جدید نشان می‌دهد درصورت بُروز چنین اتفاقی، دو جمعیت سلولی به‌سرعت واکنش نشان می‌دهند و برای بازیابی اندام دچار اختلال در عملکرد باهم همکاری می‌کنند. ابتدا سلول‌های بازمانده برای نگه‌داری عملکرد اندام به‌‌سرعت وارد عمل می‌شوند و سلول‌های شبه‌بنیادی جایگزین بافت آسیب‌دیده می‌شوند.

در مقاله‌‌ای مروری که ۲۹مارس در مجله‌ی Trends in Molecular Medicine منتشر شد، به این موضوع پرداخته شده که چگونه این واکنش دوگانه موجب نجات زندگی می‌شود.

وقتی بافتی آسیب می‌بیند، سلول‌ها برای جایگزینی تقسیم می‌شوند؛ اما فرایند تقسیم سلولی در سلول‌های تخصصی مانع از این می‌شود که آن سلول‌ها بتوانند وظایف طبیعی خود را انجام دهد. تا همین اواخر، این اعتقاد وجود داشت که بازیابی عملکرد پس از هر آسیب، پیامدی از بازیابی مجدد تمام سلول‌های تخصصی است؛ درحالی‌که تقسیم سلولی این‌چنینی درنهایت به ضعف بیشتر عملکرد بخش‌های باقی‌مانده‌ی آن عضو منجر می‌شود. این ایده زمانی‌ تغییر کرد که دانشمندان متوجه شدند درواقع، دو نوع سلول وجود دارند که دربرابر نارسایی اندام واکنش نشان می‌دهند. عمده‌ی سلول‌های موجود در اندام، سلول‌های بسیار اختصاصی هستند که توانایی تقسیم سلول را از دست داده‌اند؛ ولی می‌توانند ظرفیت عملکرد خود را افزایش دهند. پائولا روماگنانی، استاد نفرولوژی از بیمارستان کودکان میردر فلورانس می‌گوید:

در موقعیت‌هایی که اندام قبلا عملکرد مناسبی داشته و دچار نارسایی می‌شود، بدن شما این توانایی را ندارد که از عهده‌ی جایگزینی تمام سلول‌هایی برآید که عملکرد خود را از دست داده‌اند. درمقابل، بخش کمی از سلول‌هایی که برنامه‌ریزی نشده‌اند، مانند سلول بنیادی، می‌توانند به‌طور مؤثری تقسیم شوند. ما با آگاهی از این موضوع می‌خواستیم بدانیم چگونه این دو فرایند باهم کار می‌کنند تا به اندام کمک کنند که از نارسایی برگردد.

ازآنجاکه سلول‌ها در اندام‌های تخصصی نظیر قلب یا کلیه‌ها یا کبد طوری برنامه‌ریزی شده‌اند که وظایف خاصی را انجام دهند، تنها سلول‌های شبه‌بنیادی می‌توانند به‌سرعت تقسیم شوند و جای بافت‌های آسیب‌دیده را بگیرند. برای مثال، پوست هرجایی که باشد، عملکرد ثابتی دارد و برای ترمیم آسیب پوستی به‌سرعت تقسیم می‌شود. اگرچه تقسیم بی‌برنامه‌ی بافتِ اندام تخصصی بیش از اینکه کمک‌کننده باشد، موجب کاهش سلامت آن اندام می‌شود. به‌همین‌دلیل، همکاری بین دو نوع سلول بسیار مهم است. سلول تخصصی DNA خود را نمی‌تواند در فرایندی به‌نام «تقسیم درونی» (Endoreplication) تکثیر می‌کند؛ ولی دیگر اجزای آن تقسیم نمی‌شود.

این شکل نشان می‌دهد چگونه پلی‌پلوئیدی‌شدن سلول‌های ماهیچه‌ای قلب و تکثیر سلول‌های شبه‌بنیادی موجب ترمیم آسیب حاد قلبی در پستانداران می‌شود

روماگنانی می‌گوید:

با انجام این کار، سلول هنوزهم عمل می‌کند و مقدار کاری که می‌تواند انجام دهد، به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد. او کار سلول‌های ازبین‌رفته را پوشش می‌دهد. به‌طور هم‌زمان یا کمی پس از این نوع تقسیم سلولی، سلول‌هایی شبه‌بنیادی خواهید داشت که به‌سرعت تقسیم می‌شوند تا بافت ازدست‌رفته را جایگزین کنند.

روماگنانی هنگام مطالعه‌ی این تعامل دریافت برخی از اندام‌ها روی تکنیک بیشتر تمرکز می‌کنند. او می‌گوید:

برای مثال، تراکم سلول‌های شبه‌بنیادی در قلب کمتر از تراکم این سلول‌ها در کبد است. این، یعنی قلب عمدتا به‌وسیله‌ی تقسیم درونی سلول‌های تخصصی دربرابر نارسایی واکنش نشان می‌دهد و کمتر از رویکرد تولید مجدد سلول استفاده می‌کند. این درحالی است که در کبد، بازسازی سلولی آسان‌تر رخ می‌دهد؛ اما بدون توجه به اینکه کدام واکنش غالب‌تر است، هر دو رویکرد نقش‌هایی حیاتی در هر دو اندام دارند.

همچین، تعاملاتی بین دو پاسخ بازیابی‌کننده وجود دارد که پیامدهایی برای توسعه‌ی داروهایی دارد که شاید بتوانند بیشتر موجب تقویت یکی از واکنش‌ها شوند. روماگنانی می‌گوید:

تقسیم سلولی درونی راهی برای افزایش سریع اندازه و عملکرد سلولی است که در کوتاه‌مدت بسیار عالی است؛ زیرا می‌تواند موجب نجات زندگی شود. باوجوداین در بلندمدت، داشتن تعداد زیادی از این سلول‌ها می‌تواند به اختلال مزمن در عملکرد اندام منجر شود.

در وضعیت تقسیم سلولی در سلول‌های شبه‌بنیادی، استحکام بافت در بلندمدت بهتر است؛ اما درعین‌حال، احتمال توسعه‌ی سرطان در اندام درگیرشده نیز وجود دارد. وقتی شما تعداد زیادی از سلول‌هایی داشته باشید که کارایی تقسیم فراوانی دارند، خطر توسعه‌ی سرطان نیز در این سلول‌ها بیشتر است. این موضوع احتمالا علت این موضوع است که چرا هر دو روش در بافت آسیب‌دیده فعال هستند و توازن بین این دو روش تا به این اندازه اهمیت دارد. این پژوهشگران علاقه‌مندند که این اطلاعات را در توسعه‌ی درمان‌هایی برای نارسایی حاد اعضای بدن استفاده کنند. درک نقش تقسیم سلولی درونی در همکاری با تقسیم سلولی در هر اندام واقعا مهم است. روماگنانی می‌گوید:

پژوهشگران باید بدانند دو مکانیسم در اینجا وجود دارد و باید آن‌ها را به‌صورت جداگانه بررسی کنیم. در‌حال‌حاضر، داروهای اختصاصی برای نارسایی حاد اعضای بدن نداریم؛ زیرا تاکنون تلاش برای یافتن راه‌حل بی‌اندازه غیرممکن بوده است. اکنون می‌توانیم قدم بعدی را برداریم.