انواع سلول های بنیادی

انواع سلول های بنیادی

1)سلول های بنیادی بالغین

سلول های بنیادی بالغین یک سری سلولهای غیر تمایز یافته هستند که در داخل بافت ها و اندام های مختلف و در کنار سلول های تخصصی و تمایز یافته قرار گرفته اند.
این سلول ها مانند سایر سلول های توانایی خود سازی را دارند به این معنی که می توانند تقسیم شوند و سلول هایی شبیه به خود را به وجود می اورند.هم چنین این سلول ها توانایی تبدیل شدن به سلول های بالغ و تمایز یافته در ان بافت یا اندام مورد نظر را دارند.بنابراین دانشمندان نقش این سلول ها را در پدیده حفظ و ترمیم بافت های بزرگسالان مهم ارزیابی می کنند. و در پاره ای از موارد به جای لفظ " سلول های بنیادی بالغین" از لفظ "سلول های بنیادی پیکری" استفاده می کنند.
بر خلاف سلول های بنیادی جنینی که منشا ان ها کاملا مشخص است (INNER CELL MASS ) اما سلول های بنیادی بالغین منشا مشخصی ندارند.
تحقیقات در زمینه سلول های بنیادی بالغین در چند سال اخیر موفقیت های زیادی کسب کرده است. در واقع دانشمندان به این یافته دست پیدا کرده اند که تعداد بافت هایی که حاوی این سلول ها هستند بسیار بیشتر از چیزی است که قبلا تصور می کردند. از جمله این بافت ها بافت سیستم عصبی مرکزی یعنی مغزو طناب نخاعی است که در گذشته تصور می شد که فاقد هرگونه سلول بنیادی است اما امروزه مکان های مشخصی از این اندام ها شناسایی شده اند که این سلول ها را در خود جای داده اند (در این زمینه در اینده مطالب کامل تری را منتشر می کنیم)
این واقعیت ها منجر به این شد که دانشمندان از خود بپرسند ایا ممکن است بتوان از این سلول ها در فرایند سلول درمانی استفاده کرد.
در واقع سلول های خونساز مغز استخوان از سال ها پیش برای این منظوردر حال استفاده هستند.و عمر این طرح به بیش از 30 سال میرسد.
انواع خاصی از سلول های بنیادی توانایی تبدیل شدن به انواع مختلف سلول ها را دارند و این امر امیدهای تازه ای را برای درمان بر پایه سلولهای بنیادی در دانشمندان به وجود آورده است.حال اگر بتوان یک محیط کنترل شده به منظور کنترل و هدایت این توانایی سلول ها در تبدیل شدن به نوع خاصی از سلول های تمایز یافته را به وجود اورد بقش اعظمی از راه را طی کرده ایم.واین خود می تواند پایه ای برای درمان بسیاری از بیماری های جدی شایع بشر شود.
در واقع تاریخچه درمان به وسیله این سلول ها به حدود 40 سال پیش و به دهه1960 می رسد. در ان زمان دانشمندان توانستند سلول های خاصی را در مغز استخوان کشف کنند که توانایی تبدیل شدن به سلول های خونی را داشتند به این سلول ها در اصطلاح سلولهای بنیادی خونساز و یا HEMATOPOITIC STEM CELLS گفته می شود.
بعدها نوع دیگری از سلول های بنیادی در مغز استخوان کشف شد که به ان BONEMARROW STROMAL CELLS گفته شد. در واقع این ها مجمو عه ای از سلول هایی هستند که توانایی تبدیل شدن به انواع سلول های استخوانی ، غضروفی، چربی و بافت پیوندی را دارا میباشند.
در دهه 1960 دانشمندانی که بر روی موش های صحرایی تحقیق می کردندکشف کردند که دو منطقه در مغز این موش ها وجود دارند که شامل سلول های در حال تقسیمی بودند که توانایی تبدیل شدن به سلول عصبی را داشتند.علی رغم این گزارشات بسیاری از دانشمندان بر این باور بودند که پدیده تولید نورون های جدید د رمغز بزرگسالان اتفاق نمی افتد.سرانجام در دهه 1990 دانشمندان به این توافق دست یافتند که که مغز بزرگسالان نیز حاوی یک سری سلول های بنیادی است که توانایی تولید 3 سلول اصلی این بافت یعنی ASTROCYTE , OLIGIDENDEROCYTE و نورون ها را دارا می باشند.

سلول های بنیادی بالغین در چه جاهایی یافت می شوند؟

این سلول ها در تعداد زیادی از بافت های بدن انسان وجود دارند.اما نکته مهم در مورد ان ها این است که تعداد انها در بافت های مختلف بسیار کم است. در حالت عادی این سلول ها وضعیت استراحت و بدون تقسیم شدنی را طی می کنند و این وضعیت ادامه پیدا می کند تازمانی که این سلول ها در اثز اسیب دیدگی و یا یک بیماری تحریک شوند و شروع به تقسیم شدن بکنند.در واقع این نوع مکانیسم دفاعی به منظور ترمیم ضایعات وارد شده به اندام های مختلف است. لیست اندام هایی که این سلول ها در ان کشف شده اندهر روز در حال طولانی شدن است. از مهمترین این اندام ها که در این لیست نام ان ها به چشم می خورد، می توان کبد، مغز، مغز استخوان ، خون محیطی، عروق خونی و عضلات اسکلتی را نام برد.
امروز تمام سعی دانشمندان به این نکته متمرکز شده است که ایا می توان این سلول ها را در محیط ازمایشگاه کشت داد و سپس ان ها را وادار به تقسیم شدن وتبدیل شدن به سلول های موجود در بافت بالغین کرد.در واقع در این زمینه کارهای بسیاری انجام گرفته است و موفقیت های زیادی نیز به دست امده است اما راه زیادی همچنان درپیش رو داریم که با پیمودن ان به افق های تازه ای در درمان بیماری های مختلف بر پایه پیوند سلول های بنیادی دست می یابیم.
از پتانسیل های درمانی این سلول ها در بیماری های مختلفی می توان استفاده کرد. برای مثال تولید سلول های سازنده دوپامین به منظور درمان بیماران مبتلا به پارکینسون، تولید سلول های سازنده انسولین در بیماران مبتلا به دیابت نوع1، ویا ترمیم ضایعات وارده بر عضلات قلب به دنبال یک حمله قلبی با کمک این سلول ها.
آزمایشات مورد استفاده به منظور شناخت سلول های بنیادی در بزرگسالان:
به منظور اثبات اینکه ایا یک سلول مشخص ، سلول بنیادی است یا خیر هنوز ازمایش و یا روش دیگری که مورد توافق همه باشد وجود ندارد.در واقع 3 راه اصلی وجود دارد که خصوصیات سلول های مورد نظر را می توان سنجید وبا خصوصیات سلول های بنیادی انطباق داد.
این ازمایشات شامل موارد زیر است:
1. نشانه گذاری سلول هادر داخل بدن به روش های گوناگون و سپس ردیابی این سلول ها . این روش به ما این اجازه را میدهد تا بتوانیم مشخص کنیم که یک سلول کاندید STEM CELL توانایی تبدیل شدن به چه نوع سلولی هایی را دارند.و یا میزان بقا و زنده ماندن آن را در داخل بدن موجود زنده بسنجیم راههای گوناگونی به منظور نشانه گذاری کردن این سلول ها وجود دارد از جمله استفاده از ویروس ها و یا برخی از مواد مخصوص
2. گرفتن سلول های مورد نظر از بافت زنده و سپس نشانه دار کردن ان ها در داخل ازمایشگاه و سر انجام پیوند زدن این سلول ها به موجود دیگر.
3. جداکردن و گرفتن این سلول ها از حیوان و سپس بررسی پدیده توانایی تقسیم شدن و تمایز این سلول ها به سلول های بالغ. این کار نیز از طریق اضافه کردن فاکتورهای رشد مختلف به محیط کشت و یا از وارد کردن یک ژن جدید به سلول های مورد نظر، جهت هدایت ان در یک مسیر تمایزی مشخص انجام میگیرد.

2)سلول های بنیادی جنینی

کدام مرحله از زندگی رویانی برای تولید Stem Cell(SC) مهم است؟

سلول های بنیادی جنینی همان طور که از اسمشان مشخص است از جنین گرفته می شوند.در واقع این سلول ها از جنین های گرفته می شوند که از طریق لقاح مصنوعی((IVF در آزمایشگاه و با اطلاع اهداکنندگان اسپرم و تخمک به دست آمده اند.هیچگاه این سلول ها در یک رویان که از بدن مادر گرفته شده استخراج نمی شوند.جنینی که از آن سلول های بنیادی گرفته می شود به طور طبیعی حدود سن چهار یا پنج روزگی را دارد و به شکل یک توده گرد است که آن را بلاستوسیست ((blastocyst می نامند.
در واقع blastocyst ساختار مخصوصی هست که از3 بخش تشکیل شده است :
1-trophoblayt که لایه سلول های احاطه کننده blastocyst هستند.
2-blastocoel که در واقع یک حفره در داخل blastocyst است.
3-inner cell mass : گروهی متشکل از تقریبا 30 سلول که در یک انتهای blastocyst دیده می شود.

چگونه سلول های بنیادی در آزمایشگاه کشت داده می شوند؟

رشد سلول های بنیادی در محیط آزمایشگاه را اصطلاحا "کشت سلولی" یا "cell culture " می نامند.در واقع جدا کردن سلول های بنیادی جنینی از طریق انتقال inner cell masis به یک ظرف کشت آزمایشگاهی پلاستیکی که شامل یک بستر تغذیه ای به نام "محیط کشت" یا "culture medium" می باشد انجام می گیرد.تقسیم و ازدیاد سلول ها بر روی سطح این ظرف انجام می گیرد. سطح داخلی این ظرف به صورت typical به وسیله سلول های پوست جنین موش پوشیده شده است. این سلول ها قادر به تقسیم شدن نیستند. به این لایه پوشاننده سلولی در اصطلاح feeder layer گفته می شود.دلیل استفاده از این سلول ها فراهم آوردن یک سطح طبیعی به منظور چسپیدن سلول های inner cell mass به آن و عدم جداشدنشان است. در واقع این عمل به منظور حمایت فیزیکی از سلول هایمان انجام می گیرد.
در ضمن سلول های این لایه مواد مغذی را به داخل محیط کشت رها می کنند.
اخیرا دانشمندان راه های جدیدی را به منظور کشت سلولهای بنیادی جنین بدون استفاده از feeder layer را فراهم کرده اند.این روش به عنوان نقطه عطفی در فرایند کشت سلولی به حساب می آید.زیرا ریسک انتقال برخی مواد مضر و اسیب رسان از سلول های موشی به سلول های انسانی را به حداقل می رساند.(این مواد مضر شاملMacromulecules مثل Viruses می باشد)
پس از چند روز سلول های کشت داده شده شروع به رشد و تقسیم شدن (proliferation) در این محیط می کنند.
هنگامی که این عمل انجام گرفت سلول های کشت داه شده که الان زیاد شده اند را از این محیط برداشته و به محیطهای تازه کشت منتقل می دهند.
پروسه کشت مجدد سلول ها بارها و بارها برای چندین مرتبه و به مدت چندین ماه تکرار می شود. این عمل را اصطلاحا subculturing می نامند. هر کدام از سیکل های subcultring را در اصطلاح پاساژ(passage)
می نامند. بعد از 6 ماه یا بیشتر 30 سلول اولیه که در غالب inner cell mass استفاده کردیم تبدیل به هزاران میلیون "سلول بنیادی جنینی" می شوند. سلول هایی را که در این دوره 6 ماه و در این محیط کشت مخصوص تقسیم شده و در عین حال تماییز نیابند را چند ظرفیتی (pluripoten) می نامند. حال اگر این سلول ها از نظر ظاهر ژنتیک نیز طبیعی باشند آن ها را embryonic stem cel line می نامند.
یک cell line را می توانیم تثبیت کنیم (البته این عمل در مراحل قبل هم قابل انجام است) و آن ها را فریز کرده و به آزمایشگاه های دیگر به منظور کشت بیشتر و آزمایشات فراتر منتقل کنیم.