X
تبلیغات
Science - اصوا اولیه سلول بنیادی

Science

مطالب علمی , به خصوص پزشکی و نجوم

اصوا اولیه سلول بنیادی

اصول اولیه ی سلول بنیادی

 

سلولهای بنیادی پتانسیل قابل ملاحظه ای برای ایجاد  بسیاری ازانواع سلولهای بدن را دارند وبه عنوان سیستم ترمیم کننده ی بدن فعالیت می کنند ومی توانند عملآ بدون هیچ محدودیتی جهت تولید سایر سلولها نیز تقسیم شوند.

زمانی که یک سلول بنیادی تقسیم می شود هر سلول جدید تولید شده این قدرت را دارد که به صورت یک  سلول بنیادی باقی بماند یا به نوع دیگری از یک سلول که عملکرد تخصص یافته تری دارد مانند سلولهای عضلانی  سلول گلبول قرمز یا یک سلول مغزی تبدیل شود .

I- مقدمه

تحقیقات علمی مربوط به سلولهای بنیادی اینکه چگونه یک سلول می تواند به صورت یک  ارگانیسم گسترش یابد و سلولهای سالم چگونه با سلولهای آسیب دیده در ارگانیسم هدف تعویض می گردند در حال گسترش است.

همچنین این گستره ی چشم گیر علم ، دانشمندان را به بررسی امکان درمان توسط سلولهای بنیادی جهت درمان سوق می دهد که اغلب به درمان  اصلاحی اشاره میکند.

امروزه سلولهای بنیادی یکی از عرصه های شگفت آور بیولوژی است.اما مانند بسیاری از تحقیقات در حال گسترش بر روی سلولهای بنیادی پیدایش یافته های جدید پرسشهای علمی را به سرعت افزایش داده است.اینکه سلولهای بنیادی چیستند؟ چرا تیپهای مختلفی از سلولهای بنیادی وجود دارد؟ وآنها  رااز کجا می توان به دست آورد؟ونیز چه عامل بالقوه ای در سلولهای بنیادی جهت استفاده  در درمان های پزشکی جدید وجود دارد.

  Aسلولهای بنیادی چه هستند و چرا دارای اهمیت هستند؟

استفاده از سلولهای بنیادی در آینده جهت درمان بیماری پارکینسون.

بیماری پارکینسون (pd) یکی از اختلالات بسیار شایع عصبی است که بیشتر از 2درصد افراد بیشتر از 65 سال به آن مبتلا هستند. علت پارکینسون روند تخریب تدریجی یا فقدان دوپامین سلولهای عصبی است که منجر به ترمور،رژیدیتی و هیپو کیسیا (کاهش غیر طبیعی حرکت) می شود.این عقیده وجود دارد که این بیماری اولین بیماری قابل درمان با استفاده از تزریق سلولهای بنیادی باشد. فاکتور هایی که این اندیشه را تایید می کنند شامل اطلاعاتی درباره ی نوع خاصی از سلول عصبی به نام دوپامین است که جهت تسکین علایم بیماری پارکینسون مورد نیاز است. علاوه بر این برخی از آزمایشات در زمینه ی گسترش سلولهای بنیادی که عملکرد نورونهای دوپامین را فراهم می سازند نیز موفقیت آمیز بوده است.

اخیراًدر مطالعه ای ، دانشمندان  به وسیله ی ژنی به نام نورا متوجه تمایز سلولهای بنیادی جنین موش در داخل سلولهای عصبی دوپامین(DA)شدند.

پس از تزریق سلولهای بنیادی داخل مغز موش صحرایی مبتلا به پارکینسون ،این سلول ها که از سلولهای عصبی DAمشتق شده اند ، شروع به آزاد کردن دوپامین کرده وموجب بهبود عملکرد دستگاه عصبی موش گردیده است.

درخصوص درمان توسط سلولهای بنیادی انسان ، دانشمندان در صدد گسترش استراتژی هایی  جهت  تولید سلولهای دوپامین از سلولهای بنیادی انسان و انتقال آن به افراد مبتلا به بیماری پارکینسون می باشند.

تولید موفّق  یک ذخیره نا محدود سلولهای تولید کننده ی دوپامین  می تواند موجب پیوند نورونها بصورت گسترده برای بیماران مبتلا به پارکینسون در برخی از مراکز در آینده قابل استفاده قرار گیرد.

سلولهای بنیادی دارای دو ویژگی مهم هستند که آنها را از سایر سلولها متمایز ساخته است.

اول اینکه آنها سلولهای تخصص یافته نیستند و می توانند برای دوره های  طولانی مجدداً تقسیم شوند.

دومین  ویژگی  این است که تحت شرایط معیٌن فیزیولویک یا شرایط آزمایشگاهی قادر به تبدیل شدن به سلولهایی با عملکرد خاص هستند، مانند سلولهای ضربان ساز عضله ی  قلب  یا سلولهای تولید کننده ی انسولین .

دانشمندان ابتدا با دو نوع سلول بنیادی از انسان و حیوان شروع به کار کردند . سلولهای  بنیادی 

جنینی و بالغ که  عملکرد و ویژگی متفاوت دارنند که در این متن  شرح داده  خواهد شد.

دانشمندان از 20 سال پیش تا کنون راههایی برای   به دست آوردن سلولهای  بنیادی از جنین موشها ی جوان را کشف کرده اند.

سا لها مطالعه ی گسترده در باره ی بیولوژی سلولهای بنیادی موش ، مقدمه ای شد برای کشف سلولهای بنیادی جنین انسان در سال 1998 . که شامل چگونگی جدا سازی   سلولهای  بنیادی از جنین انسان و پرورش آن در آزمایشگاه  بود .

جنین های مورد استفاده در این مطا لعات حاصل از پروسه ی IVF  برای درمان  نا با روری می باشند  که   جهت  اجرای این تحقیقات هدیه شده بودند.

در یک جنین 5-3 روزه که بلاستوسیت نا میده می شوند  سلولهای بنیادی به بافت هایی متمایز می یابند که شامل چند لایه سلول تخصص یافته است که قلب ،ریه ، پوست و سایر بافت ها را تشکیل می دهند.

در برخی از بافتها ی جوان مانند مغز استخوان ، عضله ومغز گروههای مجزّایی از سلولهای  بنیادی بالغ ،جانشین ها یی   جهت پوشش دهی و از میان بردن سلولهای آسیب دیده یا بیمار تولید می کنند.

دانشمندان بر این فرض هستند که سلولهای بنیادی در برخی از موارد در آینده می توانند اساس درمان برخی از بیماری ها مانند پارکینسون ،دیابت وبیماری های قلبی باشد.

دانشمندان در نظر دارند مطالعاتی بر روی سلولهای  بنیادی  انجام دهند بنا براین می توانند درباره ی خاصیت اساسی سلولهای بنیادی و همچنین چگونگی  ایجاد انواع سلولهای تخصصی توسط این سلولها به نشانه هایی دست یابند.

با افزایش آگاهی دانشمندان درباره ی سلولهای بنیادی ،نه تنها این سلولها در درمان بیماریها بلکه اغلب  استفاده ی آنها در جهت اسکرینیگ داروهای جدید وسموم و نیزپی بردن به علل وجود نقصها  ممکن می شود.

گر چه در مورد موارد نام برده ی فوق از سال 1998 مطالعاتی روی سلولهای بنیادی جنین انسان  صورت گرفته است  با این حال دانشمندان برای گسترش چنین درمانهایی مطالعات فراوانی انجام دادند تا  تغییرات اساسی سلولهای بنیادی را که شامل موارد زیر است ،را بیابند :

آشکار ساختن این مطلب که سلولهای بنیادی چگونه در حالت غیر تخصصی باقی می مانند و می توانند برای سالهای زیادی تجدید  یابند وهمچنین مشخص نمودن سیگنالهایی که سبب می شوند سلولها ی بنیادی به تخصصی تبدیل شوند.

 Bمحدوده ای از این دستا ورد ها:

این مطلب آموزشی پایه ،درباره ی سلولهای بنیادی برای هر فرد که آرزومند یادگیری بیشتر در باره ی صفات بیولوژیکی سلولهای بینادی مناسب می باشد.

پرسشهای مهم درباره ی سلولهای بنیادی وجود دارند که کانون تحقیق دانشمندان است و آن پتانسیل استفاده از سلولهای بنیادی در تحقیقات ودرمان بیماریها است.  

این مطلب آموزشی پایه شامل اطلاعاتی درباره ی سلول های بنیادی دریافت شده از رویان و سلول های بالغ است که بسیاری از این اطلاعات شامل دریافت سلول های بنیادی از بافت های انسانی است، اماّ برخی از مطالعات نیز درباره ی سلول های بنیادی بافت های حیوانی شرح می دهند.

 -IIسلولهای بنیادی  جنینی

A چه مرحله ازتکامل برای تولید سلولهای بنیادی مناسب است؟

سلولهای بنیادی جنینی همچنان که ازنامشان پیداست از جنین گرفته می شوند. سلولهای بنیادی  جنینی مخصوصاً ازجنین هایی گرفته می شوند که حاصل تخمک های بارورشده اند که درکلینیک های IVF پرورانده می شوند سپس جهت اهداف تحقیقات با آگاهی ازرضایت اهداکننده گان ، اهدا می شوند نه ازتخمک های بارورشده دربدن زنان . سلولهای بنیادی در مرحله ای از رویان ها جدا می شوند که چهار یا پنج روزه هستند و سلول ها یک حلقه کوچک فرورفته ای تشکیل داده اند که در این زمان بلاستوسیت نامیده می شوند.. بلاستوسیت دارای سه ساختار است:

v     ترفوبلاست که این لایه ازاطراف، بلاستوسیت را احاطه کرده است .

v     بلاستوسل که حفره فرورفته داخل بلاستوسیت است.

v    توده داخل سلولی که  متشکل از تقریباً 30 سلول است که دریک سوی بلاستوسل قرار گرفته اند. 

B  سلولهای بنیادی چگونه در آزمایشگاه پرورش می یابند؟

سلولهای بنیادی پرورش یافته در آزمایشگاه به وسیله ی رنگ آمیزی سلولی مشخص می شوند. جدا سازی سلولهای بنیادی به وسیله ی جابجایی توده سلول داخلی به محیط کشت صورت می گیرد .این محیط حاوی مواد مغذ ّی حاوی گوشت است که با نام محیط کشت مدیوم شناخته شده است.سلولها تقسیم شده ودر سرتاسر محیط گسترش می یابند.سطح داخلی ظرف بطور کامل با سلولهای پوست رویان موش که قابلیت تقسیم از آنها گرفته شده پوشانده می شوند. این لایه سلولهای پوشاننده لایه ی فیدر(پروراننده) نامیده می شوند.علت بکارگیری ازسلولهای موش در محیط کشت ایجاد یک سطح چسبنده در سلولهای توده سلول داخلی است تا آنها بتوانند به محیط بچسبند ، همچنین سلولهای پروراننده مواد غذایی  سلولها را در محیط کشت آزاد می کنند.

اخیرا ً دانشمندان تدابیری اتخاذ کرده اند تا بدون استفاده  از سلولهای پروراننده موش بتوانند سلولهای بنیادی رویان را رشد دهند .این  عمل یک پیشرفت علمی  قابل توجّه است زیرا ممکن است خطر انتقال ویروسی یا سایر ماکرومولکولها از سلولهای موش به سلولهای  انسانی  وجود داشته باشد.

 

با گذشت چند روز ، سلول داخلی تکثیر می یابند ومحیط کشت مملو از ازدحام سلولها می شود.در چنین حالتی سلولها را با ملایمت جا به جا کرده وآنها را داخل محیط های کشت تازه ی دیگر قرار می دهند.روند تکثیر و جایگزینی سلولها بارها وبرای ماههای  بسیاری تکرار می شود این روند ساب کالچرینگ (زیر کشت) نامیده می شود.

 

 در هر مرحله از این روند سلولها به یک قطعه ی دیگر فرستاده می شوند،پس از گذشت 6 ماه یا بیشتر 30 سلول اصلی توده سلول های داخلی میلیونها سلولهای بنیادی را بوجود می آورند ،سلولهای بنیادی رویانی که در محیط کشت به مدت 6ماه یا بیشتر تکثیر یافته اند بدون هیچ گونه تمایز هستند ولی قدرت تکثیر دارند و از لحاظ ژنتیک نرمال به نظر می رسند بنا بر این به صف سلولهای جنینی فرستاده می شوند. همینکه انواع ترازهای سلولی مشخص شد یا حتی قبل از این مرحله ، دسته جاتی از این سلولها را می توان منجمد کرد و به آزمایشگاه های دیگر جهت کشت مجدد و آزمایشات دیگر فرستاد .

 

C چه آزمایشاتی برای شناسایی سلو لهای بنیادی مورد استفاده قرار می گیرد؟

در مراحل گوناگون روند تولید سلول های بنیادی رویان، دانشمندان سلول ها را مورد آزمایش قرار می دهند تا آن دسته از سلول های دارای خا صیت اساسی روند بنیادی شدن را بیابند این روند کاراکتریزیشن( ذکر نشان ها) نام دارد هنوز دانشمندانی که روی سلول های بنیادی جنینی کار می کنند برروی مجموعه آزمایشاتی که خواص اساسی سلول ها رامی سنجد به تفاوق نرسیده اند همچنین دانشمندان بر این عقیده اند که بسیاری از آزمایشاتی که آن ها مورد استفاده قرار می دهند ممکن است نتواند شاخص صفات بیولوژی پر اهمّیّت سلولها وعملکرد آنها را به خوبی تعیین کند.

با این وجود آزمایشگاههایی که سلولهای بنیادی رویان انسان را پرورش می دهند چند نوع تست را مورد استفاده قرار می دهند که این تست ها شامل موارد زیر می باشد.

v   پرورش وتحت کشت قرار دادن سلولهای بنیادی  به مدت چند ین ماه، که این نتیجه حاصل شد که سلولهای بنیادی این توانایی را دارند که برای دوره های طولانی خاصیت تجدید پذیری داشته باشند.

دانشمندان محیط کشت را توسط میکروسکوپ مورد بررسی قرار می دهند تا سلولهای به ظاهرسالم وسلولهای غیر قابل تغییر را مشاهده کنند.

 

v     استفاده از تکنیکهای خاص برای تعیین وجود مارکرهای سطحی که فقط بر روی سلولهای تمایز نیافته ی قابل تشخیص است.                                                                                                                                                                                                                                   

تست مهم دیگر که برای تعیین وجود پروتئینی به نام OCT-4 است و توسط سلولهای تمایز نیافته ساخته می شوند OCT-4. یک فاکتور رونویسی است به این معنی که این فاکتور می تواند موجب فعالیت یا عدم فعالیت ژنها در زمان مناسب شود ، که این موضوع بخش مهمی از روند تمایز سلولی وگسترش جنینی می باشد.

v   آزمایش کروموزمها زیر میکروسکوپ . این کار روشی است برای تعیین کرموزمهای معیوب یا کرموزمهای تغییر شکل یافته ،البته موتاسیون (جهش) ژنتیکی سلولها آشکار نمی شود.

v     تعیین اینکه آیا سلولها می توانند بعد از منجمد شدن زیر کشت بروند ،آب شوند ودوباره خیسانده شوند.

v     انجام آزمایشی که نشان دهد آیا سلولهای بنیادی جنین انسان قادر به تکثیر با روشهای زیر می باشند؟

1.اجازه دادن به سلولها برای تمایز خود به خودی در محیط کشت.

2.بکار گیری  صحیح  سلولها ، بنا براین انواع  خاصی از سلولهای تمایز به دست خواهد آمد.

3.تزریق سلولها به بدن یک موش ایمن شده جهت تست برای آگاهی یافتن از وجود تومورهایی که تراتوم نام دارند. تراتوم شامل ترکیبی از تما یزات  گسترده  یا محدود  در  گروه های سلولی می باشد ، شاخصی که توانایی تمایز سلولهای بنیادی جنینی در داخل رده های سلولی چند لایه توسط آن سنجیده می شود. 

D سلولهای بنیادی جنینی چگونه جهت تمایز بر انگیخته می شوند؟

در طول مدتی که سلولهای بنیادی جنینی در محیط کشت تحت شرایط  مناسب رشد می کنند می توانند به صورت تمایز نیافته باقی بمانند ، امّا اگر به سلولها اجازه داده شود تا بخشهای اصلی جنینی را همزمان به وجود آورند آنها شروع به تمایز خود به خود خواهند کردومی توانند سلولهای عضله ،سلولهای عصبی وانواع دیگری از سلولها را تشکیل دهند.

اگر چه تمایز خود به خودی سلولهای بنیادی نشانه ی خوبی است ومبنی برسلامت محیط کشت سلولهاست .امّا راه مناسبی برای پرورش انواع خاص سلولها نمی باشد.

بنا براین ،برای تولید محیط کشت انواع خاصی از سلولهای تماییزیافته مانند سلولهای عضله ی قلب ،سلولهای خون یا اعصاب.دانشمندان برای کنترل تما ییز سلولهای بنیادی جنینی تلاش هایی کرده اند که شامل تغییر ترکیب شیمیایی محیط کشت مدیوم یا اصلاح سطح محیط کشت یا اصلاح سلولها به وسیله ی وارد کردن ژنهای مخصوص می باشد.در نتیجه ی سالها آزمایش،دانشمندان تعدادی پروتکل پایه یا دستور العمل برای تمایز بی واسطه ی سلولهای بنیادی جنینی در بعضی از انواع سلولهای خاص منتشر کرده اند. جهت مثالهای بیشتر از تمایز بی واسطه ی سلولهای بنیادی فصل های 5تا 9وپیوست های BوCرا مشاهده فرمایید.

اگر دانشمندان بتوانند سلولهای بنیادی رویانی متمایز به سمت سلولهای مشخص،راهدایت کننداین امکان به وجود می آید تا دانشمندان بتوانند از سلولهای تمایز یافته برای درمان بسیاری از بیماری های اساسی  کمک بگیرند.بیماری هایی که به وسیله ی سلولهای  حاصل از سلولهای بنیادی جنین انسان قابل درمانند،شامل بیماری پارکینسون،دیابت،صدمات تروماتیک نخاعی ،دژنراسیون سلول پورکنژ، دیستروفی(تحلیل) عضله ی دوکی،بیماری های قلبی وکاهش بینایی وشنوایی.

 IIIسلولهای بنیادی بالغ

سلول بنیادی بالغ یک سلول تمایز نیافته است که از میان سلولهای تمایز یافته ی بافت ها یا ارگان ها یافت می شود و می تواند خود به خود باز سازی شود ، همچنین توانایی تمایز به سلولهای تخصص یافته ی اصلی بافت ها یا ارگانها را  دارا ست.

نقش عمده ی سلولهای بنیادی  بالغ در ارگا نیسم های زنده ترمیم واحیای بافت می باشد در حال حاضربرخی از دانشمندان ازسلول بنیادی بالغ رسیده به جای سلولهای بنیادی جنینی استفاده میکنند. بر خلاف سلولهای بنیادی جنینی که با توجه به منشأ شان مشخص می گردند(توده سلول داخلی بلاستوسیت) منشأ سلولهای بنیادی بالغ در بافت های رسیده ناشناخته است.تحقیق بر روی سلولهای بنیادی  بالغ اخیراً هیجان بسیاری را ایجاد نموده است.

دانشمندان سلولهای بنیادی بالغ را در تعداد بیشتری بافت،(بیشتر از آنچه که تصور می شد امکان پذیر باشد) قرار دادند.این یافته دانشمندان را در پاسخ به این پرسش که آیا سلولهای بنیادی بالغ جهت پیوند قابل استفاده می باشد یا خیر هدایت می کند. در حقیقت سلولهای بنیادی بالغ خون که ازمغز استخوان دریافت می شوند به مدت 30 سال است که جهت پیوند استفاده می شود.

به نظر می رسد انواع خاصّی از سلولهای بنیادی بالغ در صورت ایجاد شرایط مناسب قابلیت تمایز در داخل تعدادی ازگروه های  متفاوت سلولی را داشته باشند.اگر تمایز سلولهای بنیادی بالغ در آزمایشگاه قابل کنترل باشد ،ممکن است این سلولها پایه ای برای درمان بسیاری از بیماری های شایع باشند.

تحقیق بر روی سلولهای بنیادی حدوداً از40 سال پیش آغاز شده است. طی تحقیقاتی در دهه ی60معلوم شد که مغز استخوان لااقل شامل دونوع سلولهای بنیادی است.

گروه اوّل که سلولهای بنیادی هماتوپوئیتیک نام دارند که تمام انواع سلولهای خونی بدن را شکل می دهند.

گروه دوّم که سلولهای سطحی مغز استخوان نامیده می شوند ود ر چند سال اخیر کشف شده اند.

 سلولهای استرومال که گروهی از سلول های ترکیبی هستند ومغز استخوان،غضروف،چربی وبافت ربط دهنده ی فیبروزیس را تولید می کنند.

در دهه ی60نیز،دانشمندانی که روی موش های صحرایی مطالعه داشتند  دو  ناحیه از مغز را شناسایی کردند که حاوی سلولهای تقسیم شونده ای بود که به سلولهای عصبی تبدیل شدند،با وجود چنین گزارشاتی اغلب دانشمندان متقاعد شدند که مغز بالغ هم حاوی سلولهای بنیادی  با قابلیت تولید 3 نوع سلول اصلی مغز می باشد.

سلولهای استروسیت وسلولهای الیگودندروسیت که سلولهای عصبی نیستند و نورون ها یا سلولهای عصبی.

A سلولهای بنیادی بالغ در کجا تولید می شوند وبطور معمول چه کارهایی انجام می دهند؟

بسیاری از ارگانها  و بافت ها منشأ سلولهای بنیادی بالغ هستند .نکته ی مهم وقابل توجّه درباره ی سلولهای بنیادی بالغ این است که آنها به مقدار جزئی درهربافتی وجود دارند.تصور می شود که این سلولها در نواحی خاصی از هر بافت وجود دارند وممکن است برای سالهای زیادی بصورت غیر فعّال(غیرقابل تقسیم)باقی بمانند تا اینکه در اثر صدمه به بافت یا بیماری  فعّال شوند وبافت های بالغ حاوی سلولهای بنیادی داخل سلولهای مغز استخوان،خون محیطی ،عروق خونی،عضله ی اسکلتی،پوست وکبد حضور دارند.

دانشمندان با آزمایشات بسیار،تلاش کرده اند تا راههایی برای پروراندن سلولهای بنیادی بالغ در محیط کشت بیابند و آنها را برای تولید سلولهای تخصّصی درست بکار گرفته و جهت درمان بیماریها وصدمات مورد استفاده قرار دهند.

چند مثال از توانایی درمان این سلولها شامل:جاسازی سلولهای تولید کننده ی دوپامین در مغز مبتلایان به بیماری پارکینسون، تکثیر سلولهای تولید کننده ی انسولین در دیابت نوع 1وترمیم عضله ی آسیب دیده ی قلب به دنبال حمله ی قلبی به کمک سلولهای عضله ی قلب می باشد.

B برای شناسایی سلولهای بنیادی بالغ چه تست هایی مورد استفاده قرار می گیرند؟

دانشمندان بر روی معیاری که جهت شناسایی سلولهای بنیادی بالغ مورد استفاده قرار گیرند اتّفاق تظر ندارند با این وجود آنها یک یا چند مورد از روشهای ذیل رامورد استفاده قرار می دهند.

1- نشان گذاری سلولهای موجود در بافت زنده به وسیله ی مارکرهای مولوکولارو به دنبال آن مشخص شدن سلولهای متمایز یافته ای که قدرت تکثیر دارند.

2- برداشت سلولها از حیوانات زنده و نشانه گذاری آنها در محیط کشت سپس پیوند آنها به حیوان دیگر وتعیین اینکه آیا محل اصلی سکونت سلولها بافت ها هستند یا خیر.

3- جدا سازی سلولها وپرورش آنها درمحیط کشت و سپس کاربرد صحیح آنها ، که اغلب با اضافه کردن فاکتورهای رشد یا تولید ژنهای جدید جهت مشخص کردن سلولهایی که توانایی تمایز دارند صورت می گیرد.

همچنین یک تک سلول بنیادی بالغ باید توانایی تولید یک ردیف سلولهای ژنتیک یکسان را داشته باشند-معروف به کلونی-که بعدأ به تمام انواع سلول های مناسب تمایز یافته ی بافتی افزایش می یابند. دانشمندان در تلاش اند تا نشان دهند که آیا سلول بنیادی توانایی افزایش به صورت کلونی سلولها در محیط کشت را دارا هستند؟و یا اینکه گروهی ازسلول های بنیادی منتخب تصفیه شده قادر به احیای دوباره ی بافت  پس از تزریق به بافت حیوان هستند یا خیر؟

دانشمندان اخیرأ با آغشته کردن سلولهای بنیادی بالغ به ویروس هایی که قدرت شناسایی منحصر به فردی نسبت به سلول های خاص دارند ، توانسته اند ثابت کنند که کلونی سلولهای بنیادی بالغ منحصر به فردی ،توانایی احیای مجدد بافت های صدمه دیده در جاندار زنده را دارند.

C از سلولهای بنیادی بالغ چه می دانیم؟

همانطور که در بالا اشاره شد،دانشمندان گزارش کرده اند که سلولهای بنیادی بالغ در بسیاری از بافت ها یافت می شوند که وارد مسیر های نرمال تمایز می شوند تا سلولهای معّین ومشخص بافت هایی که آنجا ساکن هستند را شکل دهند.

بسیاری از سلولهای بنیادی بالغ در اغلب موارد توانایی تشکیل انواع سلول های تخصص یافته دردیگر بافت ها را دارند که یا بصورت پلاستی سیتی (شکل پذیر)یا ترانس دیفرنتیشن (انتقال تمایز)هستند.

راههای تمایز طبیعی سلولهای بنیادی بالغ :

سلولهای بنیادی بالغ می توانند در بدن حیوان زنده برای دوره های طولانی تقسیم شوند ،همچنین می توانند منبعی باشند برای انواع سلول های رسیده ای که اشکال وساختار وعملکرد ویژه ای درهر بافت خاص دارند.

موارد زیر مثالهایی از مسیر های تمایزطیبیعی سلولهای بنیادی بالغ می باشند.

¤ سلولهای بنیادی هماتوپوئیتیک  منبع تمام انواع سلولهای خون هستند:سلولهای قرمز خون،لنفوسیت های BوT،کیلر سلهای طبیعی،نوتروفیل ها،بازوفیل ها،ائوزینوفیل ها،منوسیت ها،ماکروفاژها و پلاکت ها.

¤ سلولهای استرومال مغز استخوان(سلولهای بنیادی مزانشیم) منبع انواع سلولها شامل:سلولهای مغز استخوان(استئوسیت) ،سلولهای غضروف(کندروسیت) ،سلولهای چربی (ادیپوسیت) وسایر انواع سلولهای بافت ربط دهنده مانند :تاندون ها می باشند.

¤ سلولهای بنیادی عصبی مغز منبع سه نوع سلول اصلی هستند: سلولهای عصبی و دو گروه از سلولهای غیر عصبی;استروسیت ها واولیگودندروسیت ها.

¤ سلولهای بنیادی اپیتلیال موجود در دیواره ی دستگاه گوارش در فولیکولهای عمقی یافت می شوند و منبعی برای چندین نوع سلول می باشد:سلولهای جاذب، سلولهای ترشحی ،سلولها ی کناری وسلولهای انترواندوکرین .

¤ سلولهای بنیادی پوست در لایه ی با زال اپیدرم وقاعده ی فولیکولها ی مو یافت می شوند. سلولهای بنیادی اپیدرم منبعی برای کراتینوسیتوز (کراتین سازی) هستند که به سطح پوست مها جرت می کنند و لایه ای محافظ را شکل می دهند. سلولهای بنیادی فولیکولار می توانند منبعی باشند برای فولیکول مو واپیدرم.

خا صیت پلاستی سیتی وترانس دیفریشن سلولهای بنیادی بالغ :

تعدادی از آزمایشات بیان کننده ی این موضوع هستند که انواع مشخصی از سلولهای بنیادی بالغ چند اثره هستند.

این توانایی در تمایز  به یافتن نوع سلول های چند گانه را خا صیت  پلاسیتی سیتی یا ترانس دیفریشن می گویند.

در لیست ذیل مثالهایی از خاصیت پلاستی سیتی(شکل پذیری) سلولهای بنیادی بالغ که در طول چند سال گذشته ارائه شده ،عرضه شده است.

 ¤ سلولهای بنیادی خون ساز ممکن است تمایز یابند به:

1-      سه دسته سلول اصلی سلولهای عصبی :

   الف - نورون ها.

  ب – اولیگودندروسیت ها.

 ج – استروسیت ها

2-سلولهای عضله ی اسکلتی.

3-سلولهای عضله ی کاردیاک.

4-سلولهای کبدی.

هدف از تحقیق جاری،تعیین مکانیسم های سلولهای بنیادی بالغ با خاصیت پلاستی سیتی می باشد.اگر چنین مکانیزم هایی را بتوان شنا سایی و کنترل نمود،سلولهای بنیادی دریافت شده از بافت های سالم می توانند جهت تکثیر و درمان بافت های آسیب دیده ترغیب شوند.

D - سوالات کلیدی مربوط به سلولهای بنیادی بالغ:

سوالات بسیارمهمی درباره ی سلولهای بنیادی بالغ بدون پاسخ باقی ماندند،که شامل:

¤ آیا ممکن است که سلولهای بنیادی بالغ را جهت افزایش تکثیر شان کنترل نمود تا مقدار بافت کافی جهت عمل  انتقال تولید کرد.

¤ آیا نوع مجزایی از سلولهای بنیادی – احتمالأ در مغز استخوان یا جریان گردش خون- وجود دارد که بتواند هر نوع سلول ارگانها یا بافت ها را تولید کنند؟

¤چه فاکتور هایی وجود دارند که سلولهای بنیادی راتحریک کرده تا در محل ها ی خاص صدمه دیده یا آسیب دیده قرار گیرند؟

IV- چه شباهت ها و تفاوت هایی بین سلولهای جنینی و سلولهای بنیادی بالغ وجود دارد؟

سلولهای بنیادی جنینی  انسان و سلولهای بنیادی بالغ هر کدام فواید و مضرراتی جهت استفاده در درمان سازنده بر مبنای سولی دارند.البتّه سلولهای بنیادی بالغ وجنینی از نظر  تعداد ونوع سلول های متمایزی که می توانند به آنها تبدیل شوند متفاوتند.

سلولهای بنیادی جنینی می توانند به تمام انواع سلولهای بدن تبدیل شوند زیرا آنها سلولهای چند اثره هستند، سلولهای بنیادی بالغ معمولأ به تمایز سلولهای بافت های اصلی شان محدود  می شوند.

اگر چه برخی از نشانه ها بیان کننده ی این مطلب است که ممکن است در سلولهای بنیادی بالغ  دارای خاصیت پلاستی سیتی ،افزایش تعدادی ازانواع سلولها اتّفاق می افتد.

تعداد بسیاری از سلولهای بنیادی جنینی تقریبأ می توانند به آسانی در محیط کشت پرورش یابند، در صورتی که سلولهای بنیادی بالغ در با فت های رسیده  بسیار کم هستند وهنوز بر روی روشهای افزایش  تعداد آنها در محیط کشت کار نشده است.این یک امتیاز مهم است،اگر چه تعداد زیادی سلول جهت درمان تعویضی سلولهای بنیادی مورد نیاز است.

یک امتیاز با لقوه ی استفاده از سلولهای بنیادی یک فرد بالغ این است که سلولهای شخص بیمار می توانند در محیط  کشت گسترش یابند سپس دوباره به بدن بیمار بازگردانده شوند.

استفاده از سلولهای بنیادی بالغ خود بیمار می تواند به این معنی باشد که سلولها به وسیله ی سیستم ایمنی دفع نخواهد شد. دفع سیستم ایمنی بدن یک مسئله دشوار است که می توان تنها با استفاده از داروهای کاهنده ی ایمنی  بر آن غلبه کرد.  حتی سلولهای بنیادی بالغ  اهدایی وارد شده به بدن بیمارنیز ممکن است دفع شود.

اگر چه این که آیا شخص گیرنده ممکن است سلولهای بنیادی جنینی اهدایی را دفع کند یا خیر در آزمایشات انسانی تعیین نشده است.

V- استفاده های ممکن از سلولهای بنیادی انسان کدامند وموانعی که قبل از کار باید بر آن غلبه کرد کدامند؟

راههای بسیاری وجود دارد که استفاده  از سلولها ی بنیادی بالغ را در تحقیقات پایه وتحقیقات پزشکی نشان می دهد.اگر چه موانع تکنیکی بسیاری بین انتظارات از سلولها ی بنیادی وتحقّق این کاربرد ها وجود دارد ، غلبه بر این موانع تنها توسط تحقیقات عمقی وادامه دار روی سلولهای بنیادی امکان پذیر است.

هدف اوّلیه ی این کار شناسایی چگونگی تبدیل سلولهای بنیادی تمایز نیافته به سلولهای  تمایز یافته است. دانشمندان دریافته اند که فعّال یا غیرفعّال کردن ژن ها بخش اصلی و مرکزی این جریان است.

مشکل مهم  این کار برد واغلب موارد استفاده از سلولهای بنیادی این است که دانشمندان نتوانسته اند به طور کامل سیگنالهایی را که ژن های خاص را فعّال یا غیر فعّال می سازند را دریابند تا روی تمایز سلولهای بنیادی  اثر بگذارند.

سلولهای بنیادی انسانی همچنین می توانند جهت تست داروهای جدید مورد استفاده قرار بگیرند.برای مثال تست تعیین بی خطری داروهای جدید می تواند بر روی سلولهای متمایز یافته ی تولید شده توسط خطوط سلولی چند اثره صورت گیرد،انواع دیگری از گروههای سلولی هستند که در این راه مورد استفاده قرار گرفته اند، برای مثال خطوط سلولی سرطانی جهت آزمایش اثر داروهای ضد تومور مورد استفاده قرار می گیرند.

بنا بر این ، دانشمندان باید قادر باشند تا به دقّت تمایز سلولهای بنیادی را به سمت انواع مشخّص سلولی هدایت کنند.اطّلاعات کنونی ما در مورد سیگنالهای کنترل کننده ی تمایز جهت تقلید این شرایط به طور دقیق  تا سلولهای تمایز یافته یکسان ، پیوسته برای هر دارویی آزمایش شوند نا کافی است.

شاید مهّمترین کاربرد ممکن سلولهای بنیادی انسان ، تولید سلول ها و بافت هایی است که می تواند در درمان برپایه ی سلولی مورد استفاده قرار گیرد.امروزه ،ارگانها وبافت های اهدایی غالبأ جهت جایگزینی بافت آسیب دیده یا از میان رفته مورد استفاده قرار می گیرند،امّا نیاز به بافت ها وارگان های قابل پیوند به مراتب از اهمّیّیت بیشتری برخوردار است.

هدایت سلولهای بنیادی  در جهت تمایز یافتن به گروه های سلولی تخصص یافته امکان وجود منبعی تجدید شونده ازسلولها وبافت های جایگزین شونده جهت درمان بیماری هایی مانند:پارکینسون،آلزایمر،جراحات و صدمات نخاعی، شوک، سوختگی،بیماری های قلبی،دیابت، اوستئوآرتریت و آرتریت روما توئید را فراهم می سازد.

برای مثال ، تولید سلول های سالم عضله ی قلب در آزمایشگاه ممکن است امکان پذیر باشد  بنابراین سلول ها را به بدن بیماران مبتلا به بیماری کرونیک قلبی انتقال می دهند. تحقیقات اولیه روی موش ها و سایر حیوانات نشانگر این مطلب است که ان دسته از سلول های بنیادی مغز استخوان که به قسمت های آسیب دیده ی قلب تزریق شدند، توانایی تولید سلول های عضله ی قلب را دارند و بافت قلب  با موفقّیت باز سازی می شود.مطالعات اخیر دیگر روی سیستم های محیط کشت سلولی بیانگر این مطلب است که شاید بتوان سلول های بنیادی جنینی تمایز یافته یا سلول های مغز استخوان جوان را به داخل سلول های عضله ی قلب هدایت کرد.

در افرادی که از بیماری دیابت نوع I رنج می برند ، سلولهای پانکراس که تولید کننده ی انسولین هستند توسط سیستم ایمنی بیمار نابود می شوند.مطالعات جدید نشان می دهد که شاید هدایت سلول های بنیادی تمایزیافته ی رویان انسان به داخل محیط کشت حاوی سلول های تولید کننده ی انسولین امکان پذیر باشد تا در نهایت بتوان آنها را جهت درمان تزریقی دیابت مورد استفاده قرار داد.

برای تحقق بخشیدن به انتظارات درمان نوین بر پایه سلولی جهت درمان چنین بیماری های فراگیر و ناتوان کننده ،دانشمندان باید بتوانند به آسانی و به صورت گسترش یافته سلول های بنیادی را کنترل کنند که در این صورت آنان ویژگی لازم جهت تمایز سلول ها،تزریق و پیوند موفق را خواهند داشت.

موارد ذیل لیستی از پیشبرد های موفقیت آمیز درمان هایی بر پایه سلولی است که دانشمندان ملزم به فراگیری صحیح کنترل آنها جهت همراهی چنین درمانهایی در کلیینیک ها خواهند بود.

جهت مفید بودن برای پروسه ی پیوند، سلول های بنیادی می بایست به صورت تکثیر شونده ای جهت موارد زیر تولید شوند:

تکثیر قابل ملاحظه و تولید کافی بافت ها از نظر کمی

تمایز انواع سلول های مورد نظر

باقی ماندن در بدن پذیرنده پس از پیوند

تطبیق با بافت های اطراف پس از پیوند

عملکرد مناسب در تمام مراحل زندگی دریافت کننده

خود داری از آسیب دیدن فرد دریافت کننده به هر طریقی.

همچنین دانشمندان با استراتژی های تحقیقاتی گوناگون جهت تولید بافت هایی که دفع نخواهند شد برای اجتناب از دفع پیوند در حال آزمایش اند.

به طور خلاصه امید جهت درمان توسط سلول های بنیادی بسیار هیجان انگیز است،اما موانع تکنیکی قابل توجه ای هنوز باقی می مانند که تنها با تحقیقات گسترده در طول سال ها ، می توان بر آن غلبه کرد.

 

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه سوم مرداد 1386ساعت 15:50  توسط معصومه  |