سلول های‌ بنیادی

سلول های‌ بنیادی
یکی از یافته های جدید علم پزشکی شناسایی و جدا کردن نوع جدیدی از سلول ها در داخل بدن پستانداران ، به نام سلول های بنیادی است که به دلیل داشتن پتانسیل های بالا در زمینه تقسیم شدن ، تمایز به سلول های تخصصی بدن و نیز توانایی ان ها در ترمیم بافتی بسیار مورد توجه دانشمندان قرار گرفته اند. به همین منظور بر آن شدیم تا در یک سری مقالات به معرفی این سلول ها و ارائه اخرین اخبار در مورد ان ها بپردازیم.سلول بنیادی یکی ازسحر آمیز ترین مسا ئل زیست شناشی امروز است.
این سلول دارای دو ویژگی مهم است که آن را ازانواع سایر سلولها متمایز ساخته است. اول اینکه این سلول، سلول تمایز نیافته ای است که میتواند برای مدت طولانی در طول چرخه های سلولی تکثیر شود. دوم اینکه در شرایط فیزیولوژیکی و آزمایشگاهی خاصی این سلول میتواند به سلول هایی با عملکرد ویژه تبدیل شود.

خصوصیات مشترک سلول های بنیادی:

سلول های بنیادی با دیگر انواع سلول ها در بدن متفاوت هستند.همه این ها صرف نظر از منبع آن ها دارای 3 ویژگی مشترک هستند.
1-قدرت تقسیم و نوسازی خود برای مدت طولانی
2-عدم تخصصی بودن برای بافت خاصی
3-قدرت تبدیل شدن به سلول های تخصصی
دانشمندان در حال تلاش برای رسیدن به 2 پاسخ اساسی در زمینه قدرت بالای نوسازی در زمان طولانی در این سلول ها می باشند که عبارتند از :
1-چرا سلول های بنیادی گرفته شده از یک جنین می توانند برای یک سال یا بیشتر در محیط آزمایشگاه به صورت غیر تمایز یافته تقسیم شوند اما سلول های بنیادی بزرگسالان این ویژگی را ندارد؟
2-فاکتورهای طبیعی در بافت های زنده که به صورت طبیعی" تقسیم شدن" و "خود نوسازی" را در این سلول ها تنظیم می کنند کدامند؟
یافتن پاسخ های این سوالات ممکن است این امکان را به وجود بیاورد که بفهمیم چگونه سلول ها در جریان رشد جنین طبیعی normal embryonic development) ( و یا در جریان یک تقسیم سلول غیر طبیعی که منجر به سرطان می شود تقسیم می شوند.این ها به دانشمندان این توانایی را می دهند که بتوانند در محیط آزمایشگاه سلول های بنیادی جنینی و بزرگسالی را به صورت موثرتری کشت بدهند.
Stem cells سلول های غیر تخصصی هستند و این به این معناست که این سلول ها هیچ یک از ساختارهای تخصصی یک بافت بخصوص را ندارند ، چیزی که اجازه انجام کارهای تخصصی را به آن ها می دهد.برای مثال یک stem cell نمی تواند با سلول های همسایه اش جهت پمپ کردن مایعات همکاری کند،چیزی که در سلول های قلبی اتفاق می افتد.همچنین یک stem cell ساختارهای مخصوص برای حمل اکسیژن را ندارد پدیده ای که به وسیله گویچه های قرمز خون انجام می گیرد. همچنین یک stem cell قادر به شلیک سیگنال های الکتروشیمیایی به سایر سلول ها نیست چیزی که در سلول های عصبی اتفاق می افتد.با این وجود یک سلول تخصص نیافته بنیادی فادر است به یک سلول تخصصی عضله قلب یا سلول خونی ((blood cell و یا سلول عصبی (nerve cell) تبدیل شود.
stem cell قادربه تقسیم شدن (dividing) ونوسازی خودشان برای مدت طولانی هستند.پدیده ای که در سلول های عضلانی، و خونی و یا عصبی به صورت طبیعی دیده نمی شود.در واقع سلول های عضلانی و خونی و یا عصبی به طور طبیعی قادر به تکثیر خودشان نیستند.اما سلول های بنیادی این عمل را بارها و بارها انجام می دهند.هنگامی که عمل تکثیر برای مدت طولانی اتفاق می افتد آن را proliferation می نامند.
یک جمعیت آغازگر سلول بنیادی که شروع به proliferation می کنند می تواند میلیون ها سلول را ایجاد کند ، حال اگر این سلول ها نیز به مانند سلول های مادری اولیه غیر تخصصی (unspecialized) باشند می گویند که این سلول ها قادر به long-term self renewal هستند.
یکی از نکات مورد توجه دانشمندان فاکتورها و عوامل و شرایطی است که منجر می شود سلول های بنیادی به صورت غیر تخصصی unspecialized باقی بمانند.
کشت این سلول ها در محیط آزمایشگاهی بدون اینکه این ها به سلول های تخصصی تمایز پیدا کنند ، مدت ها زمان برد ودر طی آن مطالعات و اشتباهات زیادی اتفاق افتاد.
برای مثال حدود 20 سال طول کشید تا اموختند که چگونه "سلول های بنیادی جنینی انسانی" را در ازمایشگاه کشت بدهند و این امر خود به دنبال توسعه و پیشرفت شرایط برای رشد "سلول های بنیادی موشی" اتفاق افتاد.
یکی دیگر از جنبه های مهم تحقیقات در این زمینه یافتن سیگنال های داده شده به این سلول ها در یک بافت بالغ بود که منجر به proliferation این سلول ها و عدم تمایز آن ها می شد تا زمانی که برای ترمیم یک بافت بالغ به آن ها نیازی نباشد.
این نتایج در این نظر برای دانشمندان مهم بود که آن ها را قادر می ساخت تا این سلول ها را به میزان زیادی و به صورت unspecialized به منظور تحقیقات بیشتر در محیط آزمایشگاه تکثیر کنند.

سلول های بنیادی قادر به تبدیل شدن به سلول های تخصصی هستند:

فرایندی را که در آن سلول های غیرتخصصی به سلول های تخصصی یک بافت خاص تبدیل می شوند را تمایز diffrentiation می نامند.
این پدیده تحت تاثیر signals داخلی و خارجی قرار می گیرد که بخش مهمی از تحقیقات امروزه دانشمندان را به خود معطوف کرده است.
Internal signals آن دسته از علائمی هستند که توسط ژن ها کنترل می شود.در واقع به اطلاعاتی گفته می شود که خصوصیات و عملکردی و ساختاری یک سلول رابا کد کردن اطلاعات لازم در یک زنجیره DNA تعیین می کند.
اما منظور از external signals علامت هایی است که منشا خارج سلولی دارند و شامل مواد شیمیایی ترشح شده، تماس فیزیکی با سلول های مجاور و مولکول های مخصوص در محیط میکروسکپی اطراف سلول می باشند.(microenviroment)
بنابراین سوالات زیادی در مورد تمایز سلول ها بنیادی باقی ماند: آیا سیگنال های داده شده برای تمایز سلول های بنیادی برای همه انواع این سلول ها یکسان و شبیه به هم هستند؟ و آیا می توان با تنظیم این signals تمایز سلول را در یک مسیر معین به پیش راند؟
یافتن پاسخ این سوالات بسیار مهم است و می تواند دانشمندان را به سمت راهی هدایت کند تا بتوانند رشد و تمایز این سلول ها را در محیط آزمایشگاه کترل کنند.و به وسیله آن بتوانند راه های جدیدی برای استفاده از" سلول های در حال رشد" و یا بافت ها به منظور اهداف سلول درمانی (cell-based therapy) دست یابند.
سلول های بنیادی بزرگسالی که در اندام های افراد بعد از تولد وجود دارند تمایل دارند که به سلول های متعلق به همان بافتی که در آن قرار دارند تبدیل شوند.به عبارتی سلول های خون ساز موجود در مغز قرمز استخوان که به نام سلول های بنیادی خونساز (hematopoietic stem cells) مشهور هستند تمایل دارند تا به سلول های گلبول قرمز، گلبول سقید و پلاکت ها تبدیل شوند.
در سال های اخیر تحقیقات زیادی در مورد امکان تبدیل سلول بنیادی مخصوص یک بافت یه سلول های تخصصی یک بافت کاملا متفاوت انجام شده است . این فرایند را در اصطلاح plasticity می نامند.برای مثال تبدیل سلول های بنیادی مغز استخوان به نورون ها و یا تبدیل سلول های بنیادی کبدی به سلول های تولید کننده انسولین و یا تبدیل سلول های خون ساز به سلول های عضله قلبی.
بنابراین امکان استفاده از سلول های بنیادی بزرگسالی adult stem cells به منظور سلول درمانی cell-based therapy یکی از مهم ترین مباحث تحقیقات جهان پزشکی را به خود اختصاص داده است.