X
تبلیغات
رایتل

کاربردهای سلولهای بنیادی

جمعه 23 اردیبهشت‌ماه سال 1390

کاربردهای سلولهای بنیادی
مقدمه :

سلول‌های بنیادی چه کاربردهایی می‌تواند داشته باشد؟

بیش‌تر سلول‌های تخصص یافته‌ی انسان اگر آسیب سختی ببینند یا بیمار شوند، نمی‌توانند با فرایندهای طبیعی جایگزین بشوند. از سلول‌های بنیادی برای پدید آوردن سلول‌های تخصص یافته‌ی سالم و کارآمد می‌توان بهره گرفت و این سلول‌ها را جایگزین سلول‌های آسیب دیده یا بیمار کرد.
جایگزین کردن سلول‌های بیمار با سلول‌های سالم را سلول‌درمانی می‌نامند و مانند فرایند جایگزین کردن اندام است؛ البته، در این‌جا به جای اندام تنها از سلول‌ها بهره می‌گیرند. برخی بیماری‌ها و آسیب‌ها را می‌توان با جایگزین اندام سالمی درمان کرد، اما اندوخته‌ی اندام‌ها اهدایی بسیار اندک است. سلول‌های بنیادی می‌توانند سرچشمه‌ی جایگزین و نوشدنی از سلول‌های تخصص‌یافته باشند. به‌تازگی، پژوهشگران بهره‌گیری از سلول‌های بنیادی جنینی و بالغ را به عنوان خاستگاه گونه‌های سلولی تخصص‌یافته، مانند سلول‌های عصبی، سلول‌های ماهیچه‌ای، سلول‌های خون و سلول‌های پوست، برسی می‌کنند تا آن‌ها را برای درمان بیماری‌های گوناگون به کار برند.
برای مثال، در بیماری پارکینسون، سلول‌های بنیادی ممکن است برای پدیدآوردن گونه‌ی ویژه‌ای از سلول‌ها عصبی، سلول‌هایی که دوپامین آزاد می‌کنند، به کار آیند. اکنون در میدان نظر، این سلول‌های عصبی را می‌توان در بدن بیمار کار گذاشت و آن‌ها در آن‌جا شبکه‌ی عصبی را در بخش آسیب‌دیده از نو سیم‌کشی خواهند کرد و کارکرد آن بخش را به آن بازمی‌گردانند و بنابراین، بیمار را درمان می‌کنند. برخی از این کاربردها شامل موارد زیر می شود:

1)سلول‌های بنیادی، قدرت شنوایی و بینایی را در حیوانات برمی‌گردانند

محققان می‌گویند سلول‌های بنیادی حاصل از جنین‌های کوچک می‌تواند قدرت شنوایی و بینایی را در حیواناتی که توانایی دیدن و شنیدن را از دست داده‌اند، بازگرداند. به نقل از رویترز، یک گروه تحقیقاتی، با استفاده از سلول‌های بنیادی مغز استخوان انسان، شنوایی را در خوکچه‌های هندی ترمیم کردند و یک گروه دیگر از پژوهشگران با استفاده از سلول‌های بنیادی قورباغه، نوزادان نابینای قورباغه را صاحب چشم‌های سالم کردند. هرچند این یافته‌ها هنوز در انسان آزمایش نشده است اما می‌تواند به روشن شدن برخی از مهم‌ترین فرآیندهای زیست شناختی در رشد و نمو شنوایی و بینایی کمک کند و در ایجاد حوزه جدید پزشکی باززایی مفید واقع شود...
آناند اسواروپ، محقق سلول بنیادی در موسسه ملی چشم و یکی از اعضای موسسه‌های ملی سلامت آمریکا گفت: «این کشف نشانگر قابلیت فوق‌العاده تحقیقات سلول‌های بنیادی در درمان گستره وسیعی از بیماری‌های مرگبار و ناتوان کننده است که میلیون‌ها انسان را مبتلا کرده است.»
محققان در آزمایشگاه، سلول‌های بنیادی را به سلول‌های شبه نرون تبدیل کردند و سپس آنها را به گوش داخلی خوکچه‌های هندی پیوند زدند. سه ماه بعد این خوکچه‌ها بخشی از شنوایی خود را به دست آوردند. هدف از انجام این مطالعه، رشد مجدد سلول‌های حساس شنوایی اعلام شده است. این سلول‌ها نقش حیاتی در قدرت شنوایی پستانداران دارند. با این وجود محققان هنوز نمی‌دانند چگونه این فرآیند اتفاق می‌افتد. محققان در یک کنفرانس مطبوعاتی، هدف نهایی از انجام این تحقیقات را، مطالعات مشابه روی انسان اعلام کردند. هنگامی‌که سلول‌های حساس شنوایی در گوش داخلی انسان و سایر پستانداران در اثر صدای بلند، بیماری‌های خودایمنی، داروهای سمی‌ و یا پیری می‌میرند، آسیب دایمی‌ به شنوایی وارد می‌شود. در این میان پرندگان و خزندگان خوش شانس‌ترند. سلول‌های شنوایی آسیب دیده در این حیوانات، باززایی کردند و قدرت شنوایی حیوان را بازگرداندند. در یک مطالعه دیگر، مایکل زوبر و همکارانش در دانشگاه پزشکی سانی در نیویورک با استفاده از سلول‌های بنیادی، در جنین نابینای قورباغه، چشم‌های سالم تولید کردند. معمولا سلول‌های بنیادی قورباغه در محیط آزمایشگاه فقط به پوست تبدیل می‌شوند اما گروه زوبر هفت عامل ژنتیکی مختلف را که موجب فعال شدن ژن‌های تشکیل دهنده چشم می‌شوند، به ظرف آزمایش خود اضافه کردند.
زوبر گفت: «هنگامی‌که سلول‌های تغییر یافته به جنین قورباغه پیوند زده شد، نوزادان قورباغه، می‌توانستند ببینند. آزمایش‌های ژنتیکی نشان داده است سلول‌های بنیادی به انواع بسیار متفاوت سلول‌ها تبدیل می‌شوند.» با این وجود وی تاکید کرد که نتیجه این مطالعه هنوز روی انسان کاربردی ندارد. وی افزود: «هدف پزشکی باززایی، تولید مجدد انواع مختلف سلول‌ها است.»

2)درمان نابینایی با سلول‌های بنیادی

نابینایی یکی از کابوس‌های بزرگ انسان است؛ چرا که در بسیاری از موارد درمانی برای آن وجود ندارد، اما انسان هم موجودی نیست که به‌راحتی در مقابل سختی‌ها و بیماری‌ها کوتاه بیاید.
اخیراً دانشمندان انگلیسی، توانسته‌اند به کمک سلول‌های بنیادی، حس بینایی را به موش‌های نابینا برگردانند.
این موفقیت گامی به سوی درمان بسیاری از افراد نابینا محسوب می‌شود؛ هرچند که از درمان موش‌های کور تا درمان انسان‌های نابینا هنوز فاصله زیادی وجود دارد.
دانشمندان انگلیسی موفق شده‌اند حیواناتی را که چشم آنها در اثر بیماری‌های مشابه آنچه در انسان دیده می‌شود آسیب دیده، معالجه کنند. آنها با پیوند زدن سلول‌های بنیادی شبکیه به چشم این حیوانات نابینا موفق به این کار شده‌اند.
محققان می‌گویند اگر از نتایج این دستاورد بتوان برای معالجه بیماری‌های چشم انسان استفاده کرد، میلیون‌ها نفر که مبتلا به انواع مختلف بیماری‌های شبکیه چشم هستند - از مشکلات ناشی از سالمندی گرفته تا دیابت - از آن بهره خواهند برد، چرا که پیش از این ترمیم سلول‌های شبکیه چشم امکان نداشت.
شبکیه چشم، لایه‌ای از سلول‌های عصبی و حساس به نور مخروطی و استوانه‌ای است که تصاویر را به پیام‌های عصبی تبدیل می‌کند و به دلیل داشتن ماهیت عصبی، در صورت آسیب دیدگی ترمیم نمی‌شود.
اصولاً ترمیم سلول‌های عصبی بطور طبیعی در بدن انسان به‌صورت بسیار محدود انجام می‌شود. می‌توان ‌گفت سلول‌های عصبی یا همان «نورون»‌ها تقریباً غیر قابل ترمیم تلقی می‌شوند و ازهمین ‌روست که مثلاً یک بیمار دچار ضایعه نخاعی را نمی‌توان به‌آسانی درمان کرد.
به این دلایل است که گامی، هرچند کوچک، در ترمیم سلول‌های عصبی، می‌تواند موفقیت بزرگی تلقی شود. در مطالعه اخیر، که با بودجه شورای تحقیقات پزشکی انگلستان انجام شده، دانشمندان موسسه تحقیقات چشم و بهداشت کودک وابسته به دانشگاه لندن و بیمارستان چشم مورفیلدز، سلول‌هایی را که از رشد بیشتری برخوردار بودند و از قبل برای تبدیل شدن به دریافت کننده‌های نوری برنامه‌ریزی شده بودند را به چشم موش‌های نابینا پیوند زدند.
تیم پزشکان، سلول‌های بنیادی مورد نیاز در این پیوند را از موش‌های پنج روزه، یعنی زمانی که شبکیه شکل می‌گیرد، برداشتند. این سلول‌ها سپس به چشم حیواناتی که از لحاظ ژنتیکی طوری طراحی شده بودند که مبتلا به بیماری چشمی شوند و به تدریج بینایی خود را از دست بدهند، پیوند زده شد.
پیوند موفق بود. سلول‌های بنیادی به سلول‌های شبکیه تبدیل شده و سلول‌های تازه شبکیه به سایر سلول های عصبی شبکیه پیوند خوردند و به این ترتیب حس بینایی دوباره به موش‌های نابینا شده بازگشت.
آزمایش‌ها نشان داد که مردمک چشم موش به نور واکنش نشان داد و عصب چشم فعال بود و ثابت می‌‌کرد علائم به مغز ارسال می‌شود.
دانشمندان می‌گویند شاید شبکیه یکی از بهترین نقاط برای امتحان کردن پیوند سلولی باشد، زیرا نابودی دریافت کننده‌های نوری در ابتدا به باقی بخش‌های عصبی میان چشم و مغز آسیب نمی‌رساند.
تلاش‌های قبلی برای پیوند زدن سلول‌های بنیادی، به این امید که به دریافت کننده‌های نوری تبدیل شوند، شکست خورده بود، چرا که سلول‌ها از رشد کافی برخوردار نبودند.
با وجودی که نتایج این کار در موش‌ها خیلی خوب جواب داده ولی تکرار کاری مشابه آن در انسان کمی مشکل است و البته این مشکل، بیشتر اخلاقی است، چرا که برای اینکه بتوان از سلول‌های بنیادی انسان در مرحله‌ای که در حال تبدیل به سلول‌های شبکیه است، استفاده کرد، باید سلول‌های بنیادی از جنین در سه ماه دوم بارداری برداشته شود.
به همین خاطر، گروه تحقیقاتی دانشگاه لندن و بیمارستان چشم پزشکی مورفیلدز قصد ندارد در این مسیر حرکت کند.
دکتر رابرت مک لارن، متخصص در بیمارستان چشم مورفیلدز که در این تحقیقات شرکت داشته در این باره می‌گوید: «اکنون، هدف مطالعه سلول‌های بنیادی بزرگسالان است تا معلوم شود آیا امکان تغییر ژنتیکی آنها به طوری که مانند سلول‌های شبکیه موش رفتار کنند وجود دارد یا نه؟»
سلول‌هایی در حاشیه شبکیه چشم افراد بزرگسال وجود دارد که تصور می‌شود دارای خواص سلول‌های بنیادی باشد و به گفته تیم متخصصان این پروژه تحقیقاتی، می‌تواند برای عمل پیوند مفید باشد.

4)درمان ناباروری با سلول‌های بنیادی

ناباروری دغدغه 10 تا 15 درصد مردم دنیاست. آماری که کم و بیش، با همین رقم خودش را در مرزهای کشور هم نشان می دهد.
طبق اعلام سازمان جهانى بهداشت (WHO) تعداد زوج های نابارور دنیا به 510 میلیون زوج می رسد. با این حال، ایران در سال های اخیر در درمان ناباروری حرف های زیادی برای گفتن داشته است.
باز شدن پای تحقیقات مربوط به سلول های بنیادی هم در این میان، دریچه تازه ای است که شاید به زودی به روی جماعت در انتظار فرزند گشوده شود. محققان ایرانی امیدوارند با پیوند سلول های بنیادی به افراد نابارور قابلیت به وجود آمدن نطفه در آن ها را به وجود می آورند.
محمدرضا نوروزی رئیس انجمن ناباروری ایران، می‌گوید: "‌یکی از روش‌های جدید درمان ناباروری استفاده از سلول‌های بنیادی برای مردان و زنانی است که توانایی تولید نطفه ندارند. آزمایش‌های مطالعات حیوانی این روش در ایران بر روی موش انجام شده و موفقیت‌آمیز بوده است. فاز انسانی مطالعه این روش هم شروع شده که اگر به جواب نهایی برسد، تحول مهمی در درمان ناباروری محسوب می‌شود."
بر اساس مطالعات انجام شده، 90 درصد زوج‌های نابارور می‌توانند با استفاده از یکی از روش‌های درمانی موجود صاحب فرزند شوند. استفاده از سلول‌های بنیادی می‌تواند مشکل 10 درصد باقیمانده را حل کند."
شیوع ناباروری
در حال حاضر، روش‌های درمانی مختلفی برای درمان ناباروری در ایران و جهان وجود دارد. لقاح مصنوعی، IVF و میترواینجکشن از جمله این روش ها هستند که به گفته درمانگران به طور معمول تا حدود 35درصد در درمان ناباروری مؤثر‌ند.
روش تخمک‌گذاری و لقاح مصنوعی معمولا به تولد چند جنین منتهی می‌شود. در حالی که زوج‌های نابارور معمولا خواهان یک فرزند هستند و این یکی از عوارض این نوع درمان‌ها است که در برخی کشورها مانند چین با توجه به سیاست کشورشان محدودیت‌هایی برای این روش قائل شده اند. البته این مسئله در کشور ما هنوز بلاتکلیف است.
به گفته رئیس انجمن ناباروری ایران، در دنیای امروز عوامل مختلفی موجب ناباروری در مردان و زنان می شود که علاوه بر عوامل ژنتیک عوامل اجتماعی، زندگی شهری، برخورد با اشعه‌ها، بیماری های عفونی شایع جوامع، در این زمینه دخیل هستند.
تئوری‌هایی که مبنی بر تأثیر آلودگی هوا و امواج موبایل در این زمینه مطرح است که هنوز اثبات نشده است.
عوامل روحی روانی هم موجب ناتوانی جنسی و کم شدن ارتباط جنسی می‌شود که در این زمینه دخیل هستند. علاوه بر این بالا رفتن سن ازدواج موجب شده است که شانس ناباروری در زوج های جوان افزایش یابد.

5)کاربرد سلولهای بنیادی در بیماری پارکینسون

بیماری پارکینسون از جمله بیماریهای سیستم اعصاب مرکزی است که بیش از ۲درصد جمعیت بالای ۶۵ سال را دربرمی گیرد. این بیماری از دیدگاه آسیب شناسی با از بین رفتن گروه خاصی از نورون ها در ناحیه مغز میانی به نام نورون های دوپامینرژیک مشخص می شود. لرزش، سختی و کم حرکتی که از بارزترین نشانه های این بیماری است، در اثر از بین رفتن این نورون ها ایجاد می شود. از دیگر نورون هایی که در این بیماری دچار آسیب می شوند، نورون های نورآدرنرژیک و سروتونرژیک نواحی خاصی از مغز میانی است که در ایجاد افسردگی و زوال عقلی یا دمانس (Dementia) که غالباً با این بیماری همراه هستند، دخیل است.
علت از بین رفتن گروه خاصی از نورون ها در بیماری پارکینسون نامشخص است لیکن گمان می رود تنش ناشی از حضور اکسیژن (oxidative stress)، عملکرد نادرست میتوکندری و excytotoxic damage در فیزیوپاتولوژی این بیماری مؤثر باشند؛ در ضمن به دلیل اینکه این بیماری در اغلب موارد به صورت انفرادی (sporadic) است، گمان می رود فاکتورهای ژنتیکی همراه با فاکتورهای محیطی نظیر ویروسها در بروز این بیماری نقش ایفا می کنند. در عین حال موارد نادری از این بیماری به صورت خانوادگی وجود دارد. در این موارد جهش در ژن های خاصی که عمدتاً در تجزیه پروتیین ها نقش دارند، عامل اصلی بروز بیماری است. رایج ترین روش درمانی این بیماری استفاده از داروهای L-Dopa و Carbidopa است. این دو ماده سبب افزایش سنتز و رهاسازی دوپامین می شوند در رفع کم تحرکی و سختی، به ویژه در مراحل اولیه درمان مؤثر هستند.
اما با پیشرفت بیماری به دلیل از بین رفتن نورون های دوپامینرژیک سنتز دوپامین، نتیجتاً کارآیی درمان کاهش می یابد. به تازگی روش جدید سلول درمانی برای درمان این بیماران مورد توجه قرار گرفته است. در این روش، درمان با پیوند سلولهای مناسب به ناحیه آسیب دیده صورت می گیرد. بدین منظور می توان انواع مختلی از سلول ها از جمله بافت مغزی جنین را به کار برد. لیکن به دلیل مشکلات اخلاقی و تکنیکی موجود به دلیل نیاز به تعداد زیاد جنین و نیز رد پیوند استفاده از این روش با محدودیت های زیاد روبرو است.گزینه دیگر برای سلول درمانی استفاده از سلولهای بنیادی (stem cell) است. به منظور کاربرد این سلولها در پیوند و درمان بیماری پارکینسون لازم است این سلولها ابتدا به نورون های دوپامینرژیک تمایز یابند. با دو روش کلی می توان به این هدف نایل شد: ۱) دستکاری ژنتیکی سلولهای بنیادی ۲)تغییر شرایط محیط کشت سلولهای بنیادی. در روش اول با واردکردن ژنی که نقش اساسی در تکوین نورون های دوپامینرژیک دارد ( نظیر فاکتور رونویسی Nurrl) به سلولهای بنیادی، تمایز این سلولها را به نورون های دوپامینرژیک موجب می شویم.
در روش دوم با اضافه کردن فاکتورهای القاکننده خاص به محیط کشت و از طریق کشت همراه (coculture) سلولهای بنیادی با گروه خاصی از سلولها که توانایی القای سلول بنیادی به سلولهای عصبی را دارند نورون های دوپامینرژیک حاصل می شود. فاکتورهایی که جهت القا استفاده می شوند عمدتاً برگرفته از مسیرهای تکوینی طبیعی تولید این نورون ها در بدن است و از آن جمله می توان فاکتورهای Shh و FGF۸ را نام برد. شناسایی نورون های دوپامینرژیک براساس داشتن آنزیم (TH) Tyrosine Hydroxylase صورت می گیرد. TH آنزیم اصلی در مسیر تولید دوپامین از اسید آمینه Tyrosine است. پس از تولید سلولهای بیان کننده این آنزیم، این سلولها به موش مدل پارکینسونی تزریق می شوند. چنین موشی با وارد کردن آسیب بافتی به ناحیه خاصی از مغز میانی (midstriaTum) به وسیله تزریق ماده (۶-OHD hyroxydopamine) حاصل می شود. گروه دیگری ازمحققان از سلولهای بنیادی تمایز نیافته جهت پیوند استفاده کرده اند. این سلولها پس از پیوند به ناحیه آسیب دیده، به نورون های دوپامینرژیک تمایز می یابند. با این حال در هر دو نوع آزمایش مشکلاتی در زمینه تعیین تعداد دقیق سولهای پیوند شده و احتمال تشکیل تومور و مرگ سلولهای پیوند شده وجود دارد. لذا با وجود تحقیقات صورت گرفته، هنوز مطالعات بیشتری به منظور ارزیابی کارایی و ایمنی پیوند سلولهای بنیادی جهت درمان بیماران پارکینسونی نیاز است
6)روش جدیدی برای پیوند سلول‌های بنیادی به بیماران قلبی با استفاده از نانوتکنولوژی
استفاده از سلول‌های بنیادی برای درمان بیماری‌های صعب‌العلاج، یکی از امیدهای در حال تحقق بشر در حوزة‌ علوم پزشکی است که روزبه‌روز، افق‌های تازه‌ای از آن نمایان می‌شود. در مطلب حاضر که گزیده‌ای از سخنان دکتر علیرضا قدسی‌زاد، رزیدنت سال پنجم جراحی قلب در دانشگاه دوسلدورف آلمان است، به روش‌ جدیدی از پیوند سلول‌های بنیادی بالغ به بیماران قلبی اشاره شده است که در آن از نانوتکنولوژی هم استفاده می‌شود. وی این روش را به‌عنوان پروژة تحقیقاتی برای اتمام دورة تخصصی جراحی قلب انجام داده است:
استفاده از سلول‌های بنیادی برای درمان بیماری‌های صعب‌العلاج، یکی از امیدهای در حال تحقق بشر در حوزة‌ علوم پزشکی است که روزبه‌روز، افق‌های تازه‌ای از آن نمایان می‌شود. در مطلب حاضر که گزیده‌ای از سخنان دکتر علیرضا قدسی‌زاد، رزیدنت سال پنجم جراحی قلب در دانشگاه دوسلدورف آلمان است، به روش‌ جدیدی از پیوند سلول‌های بنیادی بالغ به بیماران قلبی اشاره شده است که در آن از نانوتکنولوژی هم استفاده می‌شود. وی این روش را به‌عنوان پروژة تحقیقاتی برای اتمام دورة تخصصی جراحی قلب انجام داده است:

هدف از پیوند‌

هدف از انجام این عمل، تهیه و پیوند نوع خاصی از سلول‌های بنیادی بالغ ( Adult stem cells ) به بیماران قلبی بود. بیمارانی که در این روش مورد مطالعه و آزمایش قرار گرفتند، دچار ایسکمی عضلات قلبی (از بین رفتن سلول‌های میوکارد در نتیجة قطع جریان خون یا Myocardial-ischemia ) بودند و انجام عمل پیوند عروق میان‌بُر کرونری یا بای‌پس ( Bypass ) برای آنان کارساز نبود.
در این روش جدید که نوعی Stem cell therapy (درمان با استفاده از سلول‌های بنیادی) است و نیازمند انجام عمل قلب باز است، ابتدا با استفاده از نور لیزر، بافت عضلانی قلب بیمار در ناحیة دچار ایسکمی تحریک می‌شوند. سپس، سلول‌های بنیادی اخذشده از خود فرد به اطراف ناحیة دچار آسیب تزریق می‌شوند تا ضمن تمایز به سلول‌های عضلة قلب، منطقة آسیب‌دیده را ترمیم نمایند.

نظرات (0)
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)

نام :
پست الکترونیکی :
وب/وبلاگ :
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد