يؤدي اضطراب الإيقاعات البيولوجية إلى شيخوخة البشرة المبكرة

درس العلماء دور الإيقاعات البيولوجية اليومية (الإيقاعات اليومية) في قدرة الخلايا الجذعية الجلدية على التجدد. يؤدي اضطراب هذه الإيقاعات إلى شيخوخة الأنسجة المبكرة وزيادة خطر الإصابة بأورام الجلد، بما في ذلك السرطان.

أجرى علماء من مركز تنظيم الجينوم دراسةً ستُنشر في مجلة نيتشر. تصف الدراسة دور الإيقاعات اليومية، أو الساعات البيولوجية الداخلية، في نشاط الإنسان على مدار اليوم، بالإضافة إلى تأثيرها على وظيفة الخلايا الجذعية الجلدية المسؤولة عن تجديد البشرة يوميًا.

الخلايا الجذعية مسؤولة عن التجديد المستمر للعناصر الخلوية في الجلد، مُستبدلةً تلك التي استنفدت قدراتها الوظيفية نتيجةً للنشاط الحيوي. يُعدّ الأداء السليم للخلايا الجذعية بالغ الأهمية للحفاظ على صحة الأنسجة طوال دورة حياة الجسم. يتعرض الجلد خلال النهار لمواد ضارة متنوعة، مثل الأشعة فوق البنفسجية، ومسببات الأمراض كالبكتيريا والفيروسات. وتتمثل الوظيفة الرئيسية للجلد في حماية الجسم من هذه العوامل الممرضة المحتملة، حيث يعمل كحاجز يفصل الجسم عن العالم الخارجي.

اكتشف العلماء المشاركون في الدراسة أن نشاط الخلايا الجذعية الجلدية يُنظّم بواسطة ساعة بيولوجية داخلية، وأنّ حسن سير هذه الساعة ضروري للحفاظ على صحة الأنسجة. تُنظّم هذه الساعة نشاط الخلايا الجذعية بطريقة تُمكّنها، على سبيل المثال، خلال ذروة التعرض للضوء، من حماية نفسها من الإشعاع الضار، بينما تنقسم في المساء والليل وتُرمّم الأنسجة، مُستبدلةً الخلايا التالفة بأخرى سليمة. وهكذا، تسمح الساعة البيولوجية للخلايا الجذعية بالانقسام في وقت لا يكون فيه الجلد عُرضةً لعوامل خارجية مُضرة مُحتملة، ولا يُصبح عُرضةً للخطر نتيجة تراكم الطفرات في الحمض النووي، مما قد يُؤدي إلى فقدان القدرة على التجدد أو زيادة خطر الإصابة بالأورام.

تتحكم الساعة البيولوجية بدقة في السلوك الزمني للخلايا الجذعية، بحيث يتكيف النظام مع احتياجات الأنسجة حسب الوقت من اليوم. إذا تعطل هذا التحكم، تبدأ الخلايا الجذعية بتراكم الحمض النووي التالف، ويزداد احتمال شيخوخة الخلايا وتطور أورام الجلد بشكل ملحوظ، كما يقول سلفادور أزنار بينيتا، منسق الدراسة.

جينات BMAL1 و period1/2 مسؤولة عن التحكم في هذا الإيقاع، وتنظيم النشاط الخلوي خلال مرحلتي التجديد والراحة. ومن خلال التلاعب الجيني بهذين الجينين، أثبت العلماء أن اختلال الإيقاعات البيولوجية في خلايا الجلد يؤدي إلى جهل الخلايا الجذعية بالوظيفة التي تؤديها، ما يؤدي إلى شيخوخة خلوية مبكرة وتراكم الحمض النووي المتحور.

تُنظّم الإيقاعات اليومية جميع وظائفنا البيولوجية وفقًا لدورات الضوء والظلام الطبيعية. وقد أظهرت نتائج الدراسة أن تجديد الجلد، الذي يمنع الشيخوخة ويمنع الإصابة بسرطان الجلد، يخضع أيضًا لهذه الإيقاعات. ومع تقدمنا في السن، تميل هذه الإيقاعات البيولوجية إلى الانهيار. ويعتقد العلماء أن هذه الاختلالات قد تؤدي في النهاية إلى اختلالات في قدرة أنسجتنا على التجدد وتطور الأورام.

وفي المستقبل، يريد العلماء إجراء دراسات إضافية لفهم سبب تعطل الساعة البيولوجية مع التقدم في السن وما إذا كان من الممكن تطوير أساليب لاستعادة الإيقاعات اليومية لإبطاء عملية تنكس الأنسجة وتقليل خطر تطور الورم.