دسته بندی سلول های بنیادی

دسته بندی سلول های بنیادی

اغلب سلول‌های بدن انسان عملا قادر به تقسیم نیستند و بسیاری از زمان تولد تا مرگ شخص بدون تقسیم شدن حضور دارند. البته بعضی بافتهای بدن نظیر خون، پوست و لوله گوارش دارای چرخه بازسازی سریعی هستند و در هر روز ممکن است چندین سلول جدید بسازند. به عنوان مثال یک مرد متوسط با وزن 70 کیلوگرم در هر روز 1011×2 سلول خونی می سازد. همچنین روزانه میلیونها سلول پوستی و گوارشی ساخته می شود. سلولهای بنیادی سلول‌هایی هستند که قادر به همانندسازی خود هستند و نیز می توانند طی فرایند تمایز به یک یا انواعی از سلولهای بالغ تبدیل شوند.
به طور کلی سلول‌های بنیادی به سه دسته تقسیم می‌شوند:
سلول‌های بنیادی بزرگسال (Adult stem cells)،
سلول‌های بنیادی جنینی (Embryonic stem cells)
سلول‌های بنیادی بند ناف (Umbilical cord stem cells).

سلول بنیادی بزرگسال

در طول چند سال اخیر گزارش های علمی از وجود سلولهای بنیادی بالغ در موش در ارگانهایی مثل مغز، ماهیچه ، پوست، دستگاه گوارش،قرنیه،شبکیه،کبد وپانکراس آورده شده است که این سلولها قادرند قسمتهای آسیب دیده بافت خود را،از نو بسازند.چنین سلولهایی در انسان بالغ نیز وجود دارند و ممکن است روزی برای مقاصد درمانی به خدمت گرفته شوند . به کار گرفتن سلول های بنیادی برای درمان به چند دلیل امری بسیار مطلوب است :اول اینکه فعالیت سلولهای بنیادی بالغ به طور طبیعی منجر به ایجاد یک بافت خاص متشکل از چندین سلول میشود که هر کدام قادرند در صورت انتقال به بدن یک بیمار، تمام اجزای بافت را از نو بسازند .
دوم اینکه بعضی از سلولهای بنیادی بالغ ،فاکتور های رشدی ترشح میکنند که میتواند محل اقامت دیگر سلولها را در بافت دستخوش تغییر کنند ؛که این ویژگی نیز میتواند در موقع انتقال این سلولها اثرات سود مندی داشته باشد. سوم اینکه بعضی از سلولهای بنیادی بالغ قادرند به بافتهای صدمه دیده مهاجرت کنند.این ویژگی می تواندباعث شود که این سلول ها در موقع پیوندخودشان محل های مورد نظرراپیدا کنند.اگر سلول بنیادی بالغ در یک محیط مناسب قرارداده شوند، می توانند سلول های بافت های مختلف رابه وجودآورند.اما این کاربا چه الگویی صورت می گیرد وآن ها چه نوع سلول هایی را تولید خواهند کرد؟
I.Mackenzie و همکارانش نشان دادند که توانایی سلول های بنیادی اپی تلیاال (که نوعی از سلول های بالغ بنیادی هستند)برای ایجاد کلونی رده های سلولی یک ویژگی ذاتی است؛ اما تمایز دوباره وایجاد ساختمانهای خاص تنها درپاسخ به محرک های محیطی رخ می دهد.
سلول درمانی آسیب به استخـوان دراثر بیماری یا در اثر ضربه ، یک مساًله ی شایع است که علاوه بـراین که باعـث آزار بسیاری ازبیماران می شود، هزینه های زیادی را نیز به وجود می آورد. روش های درمانی در حال حاضر تا حدی موفق هستند چون از یک طرف درمان در این مورد طولانی مدت است واز طرفی دهندگان پیوند استخوانی محدود است.
R.canceddaوهمکاران ازترکیبی از سلول های بنیادی اسـترومای مغـز
استخوانBoneMarrowStemCellsیاbmscو سرامیک در درمان یک شکاف ، که در تمام لایه های استخوانی در دیافیزاستخوان تیبیا در یک گوسفند بالغ ایجاد شده بوداستفاده کردند . آن ها سلول های مغز استخوان خود گوسـفـــنـد را جدا کرده وآن ها را در آزمایشگاه کشت دادند تا به یک استوانه سرا میکی خلل و فرج دار تبد یـل شد و سپـس آن ها در محـل صدمه دیـده در استخوان تیبیای حیوان کاشتند.به منظور ثابت کردن پیوند ،از فیکساتورخارجی نیزاستفاده شد. سرامیک گفته شده کاملآ با استخوان یکی شد و از نظر عـملکرد نیزبه خوبی تطابق یافـت؛علاوه برشکل ظاهری استخوان که گویای این مطلب بود،اشعه ، میکروگرافی، بافـت شناسی و مطالعات دیگر نیزاین مطلب را تایید می کرد. پس از به دست آوردن نتایج از مدل حیوانی آن ها این روش را با رعایت کامل مسائل اخلاقی در مورد ۶ انسان نیز پیاده کردند. آنها صرف نظر از تعداد کم بیماران ، این امر را بسیارامید بخش خواندند.
Christopher Bjorson از دانشگاه واشنگتن و Angelo Viscovi از انستیتوی ملی نورولوژی ایتالیا نشان دادند که هم سلول های جنینی و هم بالغ ،اگر به موش هایی پیوند زده شوندکه مغزاستخوان آن هاتوسط اشعه از بین برده شده است، می توانندمانند سلول خون ساز عمل کنند.(۴)سلولهای بنیادی عصبی سلولهای بنیادی عصبی رامیتوان در گونه های بسیاری از پستانداران در مراحل مختلف حیات آنان یافت. در شرایط فیزیولوژیکی یآزمایشگاهی خاص، آنها ظرفیت زیادی برای تکثیر خود دارند. سلولهای بنیادی عصبی میتوانند به تمام سلولهای اصلی عصبی یعنی: نورونها ، آستروسیتها و الیگودندروسیتهاتبدیل شوند . سلول‌های بنیادی بزرگسال مانند همه سلولهای بنیادی دیگر دو ویژگی مشترک دارند؛ اول اینکه قادر به ساخت کپی های خود به مدت طولانی می باشند و دوم اینکه می توانند به سلولهای بالغی با خصوصیات مورفولوژیک شناخته شده و با عملکرد اختصاصی تبدیل شوند.
ین سلولها قادر نیستند به همه نوع سلول تمایز پیدا کنند بلکه تنها قادرند به سلولهای بالغ همان بافتی که در آن هستند تبدیل شوند (مثلا سلولهای بنیادی مغز استخوان که به سلولهای خونی تبدیل می شوند). سلولهای بنیادی بزرگسال بسیار کم و نادر هستند به عنوان مثال از هر 10 تا 15 هزار سلول مغز استخوان تنها یک سلول از نوع سلولهای بنیادی است. منشا و چگونگی شکل گیری این سلولها به طور دقیق مشخص نیست و فرضیات مختلفی برای آن مطرح شده است از جمله اینکه این سلولها در هنگام تمایز جدا از بقیه مانده و تمایز نیافته اند. امروزه سلولهای بنیادی از بافتهای مختلفی از جمله خون، مغز، نخاع، لوله گوارش، پوست، عضلات و غیره جدا شده‌اند
این سلول ها می توانند دردرمان بیماریهای نورولوژیکی انسان مثل پارکینسون،هانتینگتون،مالتیپل اسکلروزوصدمات ناشی سکته های مغزی به کا روند. با توجه به اینکه سلول های بنیادی عصبی توانائی مهاجرت دارند،می توانند به عنوان پروتئین های درمانی یا ناقل های سلولی به کار روند ؛ همین طور در اصلاح بیماری های ژنتیکی دستگاه عصبی مرکزی وتومورهای مشخصی که به سایتوکاینها جواب میدهند.(۵) تحقیقات جدید نشان میدهند که سلولهای بنیادی عصبی که قبلا"تصور می شد فقط می توانند به سلولهای عصبی تبدیل شوند، میتوانند خود را مبدل به سلولهای پیش سازخونی کنند.

سلول های بنیادی جنین انسان

نام سلولهای بنیادی جنینی (رویانی) از منشا آنها یعنی رویان گرفته شده است. در واقع این سلولها از یکی از مراحل ابتدایی تشکیل و توسعه جنین بنام مرحله بلاستوسیتی گرفته می شوند. به طور اختصاصی سلولهای بنیادی جنینی از توده سلولی درونی بلاستوسیت در مرحله پیش از لانه گزینی در دیواره رحم به دست می آیند. این سلولها هم قادر به همانندسازی خود هستند و هم قادرند به انواعی از سلولهای مختلف تمایز یابند.
سلول های بنیادی جنینی در لایه درونی بلاستوسیست انسان، در مراحل اولیه رشد رویان( از روز چهارم تا هفتم بعداز باروری) یافت می شوند. اگر سلول های بنیادی جنین انسان، که ما از اینجا به بعد آنها راHESC می خوانیم، از رویان جدا شده ودر شرایط مناسب آزمایشگاهی کشت داده شوند می توانند به شکل تمایز نیافته به رشد خود ادامه دهند؛ درعین حالی که توانایی تمایز یافتن به هر یک از سه لایه اصلی سلول های رویانی را دارامی باشند.Thomson
و همکارانش برای اولین بار در سال ۱۹۹۸ توانستند موفق به کشت HESCدرمحیط آزمایشگاه شوند. همان طور که گفته شد این سلولها می توانند بارهاوبارها تکثیرشده وسلول هایی را بوجود آورند که مانند خودشان دارای قدرت تمایز هستند . برای تکثیر سلول ها در آزمایشگاه قبلا"از سلول های سرطانی استفاده می شد که البته در هرتقسیم سلول هایی غیر طبیعی و ناپایدارنیزوبوجود می آورنداماامروزه میتوانHESCها رابه کارگرفت که می توانند تا مدت ۲سال به مجموعه های کامل ودست نخورده ای از کروموزم ها تقسیم شوند .
اکنون ۲دهه است که روی سلول های بنیادی رویانی موش ها کار می شود . برای آن که بتوانیم سلول های بنیادی موش را در شرایطی نگه داریم که تمایزپیدا نکنند باید آنها را در ماده ای به نام LFTیاLeukemia Inhibitoriy Faktor کشت دهیم .اما در مورد HESCها این مساله متفاوت است، چون برای جلوگیری از ایجاد تمایز باید آنها را در یک ظرف پطری که حاوی سرم گاو است، و روی لایه ای از سلولهای جنینی موش کشت داد . اگر این سلولها را از محیط مذکور در آورده و درون مایع بریزیم تشکیل اجسام کروی شکلی به نام "اجسام رویانی"را میدهند که این اجسام نیز دارای قدرت تمایز به هر سه لایه اصلی جنینی می باشند. سلول هایی که از اجسام رویانی مشتق میشوند به سلول های قلب ،اپی تلیالی رنگدانه دار وبدون رنگدانه و سلول های عصبی تبدیل می شوند.
اگرHESCها به بدن موش تزریق شوند ایجاد توده های سلولی به نام تراتوما می کنند که ازآنجایی که دارای قدرت تمایز به هر سه لایه هستند، می توانند تومورهای مختلف در بدن موش ایجاد کنند.این شواهد نشان می دهد که چگونه وقتی HESCها در محیط غیر طبیعی قرار گیرند تبدیل به سلول های سرطانی یاneoplastic میشوند .Thomson و همکاران اظهار میکنند که HESC ها میتوانند روزی منبع پایان ناپذیر تولید سلولهای تمایز نیافته در آزمایشگاه باشندو بعد ها به عنوان سلولهای کبد ، پانکراس ویا سلولهای عصبی برای مقاصد درمانی مورد استفاده واقع شوند.
البته مساله مهمی که در اینجا مطرح است وجود آنتی ژنهای تطابق بافتی در گیرنده پیوند است- یا همان "رد پیوند"- پیشنهاد میشود با استفاده از روشهای مهندسی ژنتیک سلولهای بنیادی را به نحوی با سیستم ایمنی سازگار کرد تا واکنش ایمنی کمتری را شاهد باشیم. این کار با ایجاد یک تناظر ژنتیکی دقیق بین گیرنده پیوند از یک طرف و بافتی که از منت ها ایجاد میشود از طرف دیگر، امکان پذیر است ؛ و این تناظر دقیق با استفاده از روشSCNT(somatic cell nuclear transfer)در تولید سلول بنیادی(شکل ۱) ، قابل وصول است.

سلولهای بنیادی خون بند ناف

دسته سوم سلولهای بنیادی سلولهای بند ناف هستند که همانطور که از نامشان بر می آید از خون بند ناف در هنگام وضع حمل جدا می شوند و قابل نگهداری هستند تا در آینده در صورت لزوم برای همان بچه یا اعضای خانواده وی و یا برای شخص دیگری استفاده شوند
خون بندناف خونی است که پس از تولد در بند ناف و جفت باقیمانده و دور ریخته می شود. این خون غنی از سلولهای بنیادی است.
سلولهای بنیادی خون بند ناف همانند سلولهای بنیادی خونساز مغز استخوان تقسیم می شوند تا به تولید:
• سلولهای قرمز، که اکسیژن را به تمام بدن حمل می کنند.
• سلولهای سفید، که در سیستم ایمنی فعالانه شرکت دارند.
• پلاکتها که به انعقاد خون کمک می کنندبپردازند
همچنین قادر به ساخت انواع سلولهای دیگر و ترمیم و نگهداری سلولها در هنگام جراحت می باشند.
امروزه محققان در حال بررسی و آزمایش امکان کاربرد سلولهای بنیادی در درمان بیماریهای مختلف می باشند. از جمله بیماریهایی را که امیدهای زیادی به درمان آنها می رود می توان به آلزایمر و پارکینسون، آسیبهای نخاعی، دیابتها‌ (از طریق جایگزین نمودن سلولهای پانکراتیک ترشح کننده انسولین)، بیماریهای کرونری قلب (با جایگزینی سلولهای ماهیچه ای قلب)، بیماریهای کبدی مثل سیروز و غیره اشاره نمود.

منابع :

- روزنامه شرق
- http://www.hamshahrionline.ir
-http://phalls.com
- http://www.ardalan.id.ir