انرژی هسته ای، سلولهای بنیادین، شبیه سازی، نانو تکنولوژی
انرژی هسته ای، سلولهای بنیادین، شبیه سازی، نانو تکنولوژیانرژی هسته ای، سلولهای بنیادین، شبیه سازی، نانو تکنولوژی
انرژی هسته ای، سلولهای بنیادین، شبیه سازی، نانو تکنولوژیسلولهای بنیادی مورد استفاده و شیوة عمل
سلولهای بنیادی مورد استفاده و شیوة عمل
مطالعات بالینی ما برای بررسی کارایی روش یادشده در ترمیم ضایعات عضلة قلب، تاکنون بر روی هشت بیمار دچار ایسکمی عضلة قلب انجام شده است. در این روش که در نوع خود شیوه جدیدی از پیوند سلولهای بنیادی به بیماران محسوب می‌شود، از سلولهای بنیادی بالغ ردة ACC133 + که از مغز استخوان ( Bone marrow ) خود بیمار جداسازی می‌شود، استفاده می‌گردد. در شیوة مذکور، کل مراحل نمونه‌گیری (آسپیراسیون) از مغز استخوان بیمار، جداسازی سلولهای بنیادی ACC133 + و تزریق آنها به ناحیة ایسکمیک عضلة قلب، در مدت زمانی حدود 3 ساعت قابل انجام است.
لازم به ذکر است که در این روش، نمونه مغز استخوان، پس از بیهوشی بیمار در اتاق عمل و از استخوان‌های لگن تهیه می‌شود. حجم نمونة مغز استخوان گرفته‌شده در این مرحله فاکتور مهمی است که تعداد نهایی سلولهای بنیادی ACC133 + را تعیین می‌کند. گروه جراحی ما تاکنون بیشترین مقدار گزارش‌شدة مغز استخوان (حدود 330 میلی‌لیتر) در دنیا را از بیمار اخذ کرده است. پس از این مرحله، سلولهای بنیادی مورد نظر با استفاده از کیت خاصی از نمونة آسپیرة مغز استخوان جداسازی می‌شود و به روش ترانس اپی‌کاردیال (از بیرون عضلة قلبی) به نقاط متعدد اطراف ناحیة ایسکمیک تزریق می‌شود.
استفاده از لیزر به‌عنوان عامل تقویت‌کننده
استفاده از لیزر در این عمل به علت توان آن در ایجاد واکنش التهابی ( Inflammation ) موقت در بافت و افزایش خون‌رسانی به ناحیة دچار آسیب است. در واقع قبل از تزریق سلولهای بنیادی به ناحیة ایسکمیک، جهت تحریک خون‌رسانی به آن ناحیه و زنده نگهداشتن سلولهای بنیادی تزریق‌شده، از خاصیت التهاب‌زایی موقت لیزر به عنوان یک عامل کمکی در ترمیم سریع‌تر ناحیه استفاده می‌شود. در این عمل، ابتدا به کمک لیزر حدود 15 تا 20 حفره در عضلة قلب ایجاد شده و سپس سلول‌ها به اطراف ناحیة دچار ایسکمی تزریق می‌شوند. بنابراین، لیزر در این عمل فقط به عنوان یک عامل تقویت‌کننده ( Booster ) برای افزایش جریان خون استفاده می‌شود.
مزایای این روش پیوند
روش مورد استفاده در این نوع عمل پیوند، در مقایسه با شیوه‌های دیگر پیوند سلولهای بنیادی به بیماران قلبی، از ویژگی‌ها و مزایای زیادی برخوردار است که مهم‌ترین آنها به این شرح است:
1- با توجه به اینکه کلیة مراحل استخراج و پیوند سلولهای بنیادی در مدت زمان حدود 3 ساعت قابل انجام است، بنابراین مدت ماندن بیمار در اتاق عمل به‌طور قابل ملاحظه‌ای کوتاه‌تر است.
2- استفاده از کیت ویژة جداسازی سلولهای بنیادی در یک سیستم بسته و استریل، عملاً نیاز به آزمایشگاه‌های مجهز و پیشرفته با استانداردهای خاص ( GMP Lab ) را مرتفع می‌کند. این کار با بالابردن ضریب ایمنی کار، احتمال انتقال آلودگی و عفونت به بیمار را منتفی می‌سازد.
3- تمام مراحل تهیة نمونه مغز استخوان، جداسازی سلول‌ها و پیوند آنها، در اتاق عمل و صرفاً توسط خود جراح قلب صورت می‌گیرد. بنابراین، با استفاده از این شیوه نیازی به همکاری گروه دیگری از متخصصان مانند هماتولوژیست‌ها و غیره نیست.
4- با توجه به اینکه در این روش علاوه بر تزریق سلولهای بنیادی به اطراف عضلة دچار عارضه، از خاصیت هم‌افزایی نور لیزر نیز استفاده می‌شود، در نتیجة التهاب موقت ایجادشدة ناشی از تابش نور لیزر، خون‌رسانی به ناحیة ایسکمیک و تزریق‌شده، افزایش می‌یابد و با این کار، احتمال موفقیت در پیوند سلولهای بنیادی و زنده ماندن سلولهای پیوندی افزایش می‌یابد.
این روش پیوند برای کدام گروه از بیماران قلبی مناسب است؟
گروهی از بیماران قلبی برای درمان مشکلات و نارسایی‌های قلبی، نیاز به عمل جراحی قلب باز و پیوند عروق میان‌بُر کرونری یا بای‌پس دارند. اما گاهی اوقات پس از اینکه بیماری برای انجام عمل بای‌پس عروق کرونری، تحت عمل قلب باز قرار می‌گیرد، به علت برخی مشکلات از جمله کوچک بودن رگ بسته‌شده یا سفت شدن بافت‌های پیرامونی، امکان چنین عملی برای بهبودی وی وجود ندارد. در این شرایط، یکی از بهترین گزینه‌ها انجام عمل پیوند سلولهای بنیادی به ناحیه دچار آسیب قلب است. بنابراین، در روش مذکور جراح قلب قادر است پس از مواجهه با چنین بیمارانی، فقط در مدت زمان 3 ساعت، ضمن تهیة سلولهای بنیادی، آنها را به قلب بیمار پیوند بزند. به عبارت بهتر، یکی از قابلیت‌های ارزشمند و در خور توجه این روش آن است که نه‌تنها پیش از عمل جراحی، بلکه پس از بازکردن قفسة سینة بیمار نیز، جراح این امکان و فرصت را خواهد داشت تا از روش سلول‌درمانی استفاده کند.
شایان ذکر است که در بیش از 50 درصد بیماران قلبی، قبل از اقدام به عمل جراحی معیارهای لازم برای پیوند سلولهای بنیادی وجود دارد. اما با این روش، در مورد بیماران دیگری که در حالت اورژانس به بیمارستان منتقل شده و این تشخیص قبلاً برای آنها داده نشده باشد، می‌توان پس از اقدام به عمل جراحی و در حین کار چنین تصمیمی را اتخاذ کرد. برای مثال، اگر بیمارانی که در مرحلة نهایی نارسایی قلبی ( End stage heart failure ) قرار داشته و به علت سخت‌شدن دیواره عروق کرونری، رگ‌های درگیر به‌طور کامل بسته‌شده و به موقع تحت درمان بای‌پس قرار نگیرند، جراح تنها پس از باز کردن قفسة سینه بیمار متوجه عدم کارایی روش بای‌پس برای درمان فرد می‌شود. در چنین موارد اورژانسی، می‌توان با پیوند سریع سلولهای بنیادی به قلب بیمار، جان او را نجات داد.
هزینه پیوند سلولهای بنیادی با روش مذکور
همان‌طور که قبلاً ذکر شد، در روش یادشده، برای تهیة سلول‌ها از کیت ویژه‌ای برای جداسازی سلولهای بنیادی ACC133 + از نمونة مغز استخوان بیمار استفاده می‌شود. هزینة استفاده از این کیت برای هر بیمار در حدود سه تا هفت هزار یورو است. علت گران بودن این کیت آن است که کل لوازم آن یکبار مصرف بوده و برای هر عمل باید مجموعة تازه‌ای استفاده شود. اما علیرغم گران بودن کیت، استفاده از این ابزار به دلیل استریل بودن و داشتن سیستم کاملاً بستة آن، نیاز به سرمایه‌گذاری‌های کلان جهت تجهیز آزمایشگاه‌های پیشرفته با شرایط GMP Lab برای تهیة سلولهای بنیادی عاری از آلودگی را کاملاً مرتفع می‌کند. لازم به ذکر است که کیت مورد استفاده در این عمل ویژة کارهای بالینی است و با انواع آزمایشگاهی آن که ارزان‌تر بوده و مجوزهای استفاده برای انسان را ندارد، کاملاً متفاوت است.
خصوصیات سلولهای بنیادی مورد استفاده
همان‌طور که ذکر شد، از سلولهای بنیادی ردة ACC133 + که از مغز استخوان خود فرد جداسازی می‌شود، برای سلول‌درمانی در این روش استفاده می‌شود. در حال حاضر و بر اساس یافته‌های محققان، سلولهای بنیادی ACC133 + به‌عنوان سلولهای بنیادی اولیه ( Primitive stem cells ) شناخته می‌شوند. به عبارت دیگر، این سلول‌ها توانایی تمایز به اغلب سلولهای دیگر از جمله سلولهای عصبی، ماهیچه‌ای قلبی و استخوانی (استئوکلاست) را دارا هستند. بنابراین در مقایسه با دیگر رده‌های سلولی اخذشده از مغز استخوان، بهترین شرایط را برای پیوند دارند.
جداسازی سلولهای ACC133 + با استفاده از نانوتکنولوژی
در کیت ویژه‌ای که برای جداسازی سلولهای بنیادی ACC133 + از نمونة مغز استخوان استفاده می‌شود، جداسازی سلول‌ها بر مبنای اتصال رسپتورهای ( Receptors ) سلولی به گیرندة اختصاصی آنها استوار است. به عبارت دیگر، سلولهای بنیادی ACC133 + در سطح خود دارای رسپتوری به‌نام ACC133 هستند که قادر است به گیرندة اختصاصی خود اتصال یابد. گیرندة مذکور که آنتی‌بادی اختصاصی (منوکلونال) بر علیه ACC133 است، به یک قطعة 50 نانومتری با خاصیت آهن‌ربایی (مگنت) متصل می‌شود که اصطلاحاً آنتی‌بادی منوکلونال کونژوگه نامیده می‌شود. پس از تهیة خون مغز استخوان، نمونه را از ستونی که حاوی آنتی‌‌بادی‌های کونژوگة تثبیت شده است، عبور می‌دهند. در نتیجه، سلولهای بنیادی با گیرندة سطحی ACC133 به آنتی‌بادی‌ها چسبیده و به‌راحتی قابل جمع‌آوری هستند، در حالی‌که رده‌های دیگر سلولی موجود در نمونه از ستون خارج و حذف می‌شوند. کل این روند در داخل کیت استریل انجام می‌شود و سلولهای مورد نیاز برای پیوند با خلوص بالا، بدون آلودگی و در کمترین زمان ممکن در اختیار جراح قلب قرار می‌گیرند.
لازم به ذکر است که در داخل نمونة اخذ‌شدة مغز استخوان، کمتر از 5/1 درصد سلول‌ها از نوع ACC133 + هستند و بقیه شامل رده‌های دیگر سلولی هستند. برای مثال، کمتر از 10 درصد سلول‌ها از نوع CD34 + و حدود 25-20 درصد سلول‌ها CD117 + هستند.
7)کاربردهای سلولهای بنیادی در پزشکی
متن زیر به بیان کاربردهای عملی، قریب‌الوقوع و قابل‌انتظار سلولهای بنیادی می‌پردازد. این متن، دیدگاه آقای مسعود سلیمانی، دانشجوی دکتری تخصصی گروه هماتولوژی دانشکده پزشکی دانشگاه تربیت مدرس در این زمینه می‌باشد:
تولید اینترفرون‌ها در زمان خود، انقلاب در پزشکی محسوب شد و این امیدواری را پیش آورد که بتواند به‌عنوان درمان قطعی سرطان مورد استفاده قرار گیرد؛ اما گذشت زمان برخی محدودیت‌های آن را نمایان ساخت.
پس از آن، ژن‌درمانی به عنوان راهی برای درمان سرطان مطرح شد که سر و صدای زیادی در مجامع علمی و پزشکی به راه انداخت؛ در این تکنولوژی، معمولاً از ویروس‌ها به عنوان ناقلین ژن‌ها استفاده می‌شود که مشکلاتی همچون تومورزایی، بیماری‌زایی و غیره را به همراه دارد و لذا این روش نیز با محدودیت‌های جدی روبرو شد.
امروزه یکی از کاربردهای سلولهای بنیادی که توجه زیادی را به خود معطوف داشته است، همین درمان سرطان است؛ چرا که از سلولهای بنیادی انسانی و معمولاً بدون تغییر ژنتیکی، می‌توان برای ترمیم بافت‌های آسیب دیده استفاده کرد.
هر چند استفاده از سلولهای بنیادی، در مراحل اولیه خود به سر می‌برد، اما متخصصین معتقدند در آینده‌ای نه‌چندان دور، کاربردهای وسیعی در علم پزشکی خواهد داشت. با این اعتقاد، هم‌اکنون در اقصی نقاط جهان تحقیقات وسیعی در خصوص استفاده از سلولهای بنیادی در جهت تأمین سلامت انسان در حال انجام است. در ذیل به چند نمونه از کاربردهای نزدیک به حصول سلولهای بنیادی اشاره می‌شود:
1- ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده قلب
امروزه شمار زیادی از مردم دنیا از بیماری‌های قلبی ناشی از آ?سیب‌دیدگی بافت‌های آن رنج می‌برند که بعضاً منجر به مرگ نیز می‌شود. ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده، همواره یکی از دغدغه‌های پزشکان و متخصصین علوم پزشکی بوده و بهره‌گیری از سلولهای بنیادی، امید تازه‌ای در این عرصه به وجود آورده است. متخصصین امیدوارند سلولهای بنیادی را از مغز استخوان افراد بیمار (یا جنین نوظهور) استخراج و آنها را در محیط آزمایشگاه به سلولهای قلبی تبدیل نمایند و نهایتاً با تزریق این سلولهای تمایزیافته به بدن، امکان ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده قلب را فراهم آورند.
البته این تکنیک هنوز در مرحله آزمایشگاهی است، اما موفقیت‌های به‌دست آمده در حیوانات آزمایشگاهی، احتمال بهره‌گیری از آن را در انسان قوت بخشیده است.
2- ترمیم بافت‌های استخوانی
در افرادی که شکستگی وسیع استخوان دارند و یا کسانی که مورد عمل جراحی مغزی قرار گرفته و کاسه سر آنها برداشته شده و همچنین اشخاصی که استخوان‌های آنها به‌کندی جوش می‌خورد، از سلولهای بنیادی برای جوش‌خوردگی سریع و جلوگیری از عفونت‌های بعدی استفاده می‌شود. در این تکنیک، سلولهای بنیادی مزانشیمی از فرد گرفته شده و در محیط آزمایشگاه به سلولهای استئوپلاست (استخوانی) تبدیل می‌شوند، سپس این سلول‌ها در کنار بافت‌های آسیب‌دیده استقرار می‌یابند تا باعث جوش‌خوردگی سریع این بافت‌ها گردند. در این مورد، سلول‌ها از خود شخص جدا می‌شوند؛ بنابراین مشکل پس‌زدگی و عوارض جانبی را نیز در برندارد.
تکنیک مذکور از مرحله آزمایشگاهی خارج شده و هم‌اکنون درکشورهای پیشرفته دنیا از جمله آمریکا و ژاپن به طور عملی و کاربردی بر روی بیماران انجام می‌شود.
3- درمان بیماری‌ها و ضایعات عصبی
پیشرفت‌های بشر در زمینه تولید، تکثیر و تمایز سلولهای بنیادی، این امید را به وجود آورده است که بتوان از این سلول‌ها در مداوای ضایعات عصبی مانند قطع نخاع و بیماری‌های عصبی همچون آلزایمر، پارکینسون، MS و غیره نیز بهره برد. در این مورد نیز پس از تهیه سلولهای بنیادی از شخص موردنظر، آنها را به سلول عصبی تبدیل نموده و برای ترمیم یا مداوا مورد استفاده قرار می‌دهند. البته بخش اعظم این تکنولوژی، در مرحله آزمایشگاهی است؛ اما با پیشرفت‌های خوبی همراه بوده است. به‌عنوان مثال، طی گزارشی که اخیراً منتشره شده، متخصصین فرانسوی موفق شدند با استفاده از سلولهای مزانشیمی، موش قطع نخاع شده‌ای را تا حدی بهبود بخشند که قادر به حرکت باشد ( البته نه با تعادل صددرصد). این موضوع در صورتی‌که با موفقیت نهایی توأم شود، انقلاب بزرگی در پزشکی به شمار می‌رود.
ضمن اینکه یک شرکت آمریکایی بنام اورسی که یک مرکز تحقیقاتی خصوصی بوده و متخصصین ارشد جهان در زمینه سلولهای بنیادی را گرد هم آورده، ادعا کرده است که قادر به مداوای بیماری‌هایی مانند آلزایمر، پارکینسون، MS و غیره می‌باشد که این عمل را با استفاده از سلولهای بنیادی خود شخص انجام می‌دهد؛ البته در قبال آن هزینه‌‌های بالایی تا حد 100 هزار دلار دریافت می‌نمایند.
4- ترمیم سوختگی‌ها و ضایعات پوستی
جراحات پوستی ناشی از سوختگی یا صدمات دیگر، بسیاری از بیماران را به خود مبتلا نموده است. در روش معمول برای ترمیم قسمت‌های صدمه‌دیده، از پوست بخش‌های سالم بدن استفاده می‌شود که مشکلاتی را برای بیمار به‌وجود می‌آورد. اما با .استفاده از سلولهای بنیادی می‌توان سلولهای پوستی را در محیط آزمایشگاه تولید نمود و درترمیم بافت‌های صدمه‌دیده از آنها استفاده کرد. این تکنولوژی در حال حاضر، کاربردی شده و توسط یکی از بیمارستان‌های انگلستان مورد استفاده قرار می‌گیرد.
5- ترمیم لوزالمعده (پانکراس) و ترشح انسولین
اخیراً در دانشگاه آلبرتا کانادا، متخصصین موفق شدند سلولهای بنیادی مزانشیمی را به سلولهای پانکراس انسانی تبدیل نمایند و به بیماران دیابتی منتقل نمایند. این آزمایش بر روی 23 نفر انجام شد که 16 نفر از تزریق انسولین بی‌نیاز شدند. یادآوری می‌شود که این پیوند از نوع اتولوگ بود (برای مداوای هر شخص از سلولهای بنیادی خود وی استفاده شد) و مشکلات جانبی در بر نداشت.
6- آزمون تأثیر داروهای جدید
داروهای سنتتیک جدید ممکن است بر سلول‌ها یا بافت‌های انسانی تأثیرات متفاوتی داشته باشند که امکان تست آنها در انسان‌ها به دلیل مسایل اخلاق پزشکی وجود ندارد. به‌عنوان مثال، یک داروی سنتتیک قلبی ممکن است بر سلول‌ها یا بافت‌های قلبی تأثیر سویی داشته باشد. در این موارد می‌توان سلولهای قلبی یا هر بافت دیگر را با استفاده از سلولهای بنیادی تولید نمود و داروهای جدید را بر روی آنها آزمایش کرد، بدون اینکه نیاز به آزمایش در بدن انسان باشد (آزمایشات مقدماتی انسانی). در این خصوص سلولهای بنیادی جنینی می‌توانند کاربرد وسیعی داشته باشند.
7- ترمیم سایر بافت‌های آسیب‌دیده
مواردی که اشاره شد کاربردهایی از سلولهای بنیادی بود که به صورت کاربردی درآمده بودند و یا نزدیک به کاربردی شدن هستند، اما از کاربردهای بالقوه این سلول‌ها می‌توان به ترمیم بافت‌های آسیب دیده دیگر بدن از جمله غضروف، کبد، ماهیچه و غیره اشاره کرد که می‌تواند دامنه کاربرد سلولهای بنیادی را در آینده افزایش دهد.
یک نکته مهم
در اطلاع‌رسانی عمومی کاربرد سلولهای بنیادی، باید به این نکته توجه شود که انتظارات بیش از حد توانایی این تکنولوژی در مردم به وجود نیاید. ساخت اندام، یکی از امیدهایی است که ممکن است در برخی از مردم ایجاد گردد؛ باید خاطر نشان کرد. که با دانش کنونی بشر، امکان تولید عضو یا اندام توسط این تکنولوژی وجود ندارد و به نظر نمی‌رسد در آینده‌ای نزدیک نیز این امر محقق شود. به‌عنوان مثال، اگر قلب را در نظر بگیریم علاوه بر شکل آن که در کارکردش بسیار حایز اهمیت است، از سلول‌ها و بافت‌های مختلفی از جمله بافت ماهیچه‌ای، خونی، اپیدرمی، رگ و غیره درست شده است. اگر بخواهیم سلولهای بنیادی را به هر یک از این بافت‌ها تبدیل نماییم، نیازمند اعمال شرایط و تیمارهای ویژه‌ای هستیم که فراهم کردن همه آنها به طور همزمان در یک بیورآکتور غیرممکن است. شاید در آینده بشر بتواند این اعضاء را دربدن انسان یا حیوان تولید نماید که به‌ویژه در مورد دوم علاوه بر مشکلات تکنیکی با محدودیت‌های اخلاقی نیز مواجه است.
با این تفاسیر، کاربرد قابل انتظار بهره‌گیری از سلولهای بنیادی در شرایط فعلی و آینده نزدیک، ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده است که در موارد فوق به آنها اشاره شد. هر چند همین کاربردها نیز در صورت فراگیرشدن، انقلابی در پزشکی محسوب می‌شوند.
منابع:
همشهری امارات
خبرگزارى فارس
http://www.salamatiran.com
http://www.hamshahrionline.ir
http://www.irshafa.ir
http://bio.itan.ir
http://www.jazirehdanesh.com
http://www.bazyab.ir
