سلول های بنیادی و تحول پزشکی

سلول‌های بنیادی سلول های اولیه‌ای هستند که توانائی تبدیل و تمایز به انواع مختلف سلول‌های انسانی را دارند و از آنها می‌توان در تولید سلول‌ها و نهایتا بافت‌های مختلف در بدن انسان استفاده کرد .

...........

منابع اصلی سلول‌های بنیادی شامل : مغز استخوان، بند ناف و جفت می‌باشد . امروزه استفاده از این سلول‌ها جهت ترمیم بافتهای آسیب دیده انسانی در حال گسترش است .
جالب اینکه سلول‌های بنیادی چند پتانسیلی هستند یعنی قابلیت تبدیل به بافت‌های مختلف را دارند اعم از بافت عصبی ؛ عضلانی ؛ پوششی و غیره. که این توانائی محور اصلی توجه به سلول‌های بنیادی است.مزیت اصلی سلول‌های بنیادی بند ناف این است که بسیار اولیه بوده و توان تمایز بالایی دارند.همچنین سلول‌های مشتق از مغز استخوان ( BMSCs ) توان تمایز بالایی دارند.
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.
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.
سلول های بنیادی قادر به ایجاد هر نوع سلولی در بدن هستند. آنها می توانند تحت تأثیر بعضی شرایط فیزیولوژیک یا آزمایشگاهی به سلول هایی با عملکردهای اختصاصی مانند سلول های عضلانی قلب یا سلول های تولیدکننده انسولین در پانکراس و... 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 Ctem Cells)

- سلول‌های بنیادی بزرگسال (Adult Stem Cells)
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.
این 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.

- سلول‌های بنیادی جنینی (Embryonic Stem Cells)
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.

- سلول‌های بنیادی بند ناف (Umbilical Cord Stem Cells)
دسته سوم سلولهای بنیادی سلولهای بند ناف هستند که همانطور که از نامشان بر می اید 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.

---

سلول‌های بنیادی راه علاج بالقوه دیابت
علم سلول‌های بنیادی ممکن است به یافتن راه علاجی برای 250 میلیون فرد مبتلا به دیابت در سراسر جهان منجر شود.
"ما پیشرفت‌های بزرگی در این مسیر انجام داده‌ایم. پیشرفت‌هایی که در دو تا سه سال گذشته در این زمینه رخ داده مبهوت‌کننده هستند. اکنون چشم‌اندازی مهیج را پیش رو داریم."
پژوهش‌هایی در دست انجام است تا سلول‌های بنیادی جنینی و بالغ را به سلول‌های بتای لوزالمعده که تولیدکننده انسولین هستند، بدل شوند.
سلول‌های بنیادی سلول‌های پیش‌سازی هستند که می‌توانند به هر نوع سلولی دگردیسی پیدا کنند.
هنوز سلولی که بتواند کاملا چایگزین سلول بتا شود به دست نیامده‌است، هدف این است که سلول حساس به قند خون (گلوکز) و تولیدکننده انسولینی خلق شود که به تغییرات فیزیولوژیایی میزان قند خون مانند یک بدن طبیعی پاسخ دهد.

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.
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.
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.
«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.

---

تاریخچه سلول های بنیادی
نخستین باری که دانشمندان،به وجود سلولهای بنیادی گمان بردند،در اوایل قرن20وهنگامی بود که نمو رویان های ابتدایی را مورد بررسی قرار می دادند.
نخستین تایید وجود سلولهای بنیادی،در اوایل دهه1960، حاصل آمد.جیمزتل((Till, J.و ارنست مک کلوخMcCulloch, E.)) در بنیاد سرطان اونتاریو،در تورنتو کانادا،چگونگی تخریب سلولهای خون موش های آزمایشگاهی را به وسیله تابش،بررسی می کردند. آنان دریافتند که می توانند با تزریق سلولهای مغز استخوان موش های دیگر دارای ژنتیک مشابه،به موش های مورد آزمایش،مقدار لازم سلولهای خون این موشها را تامین کنند و مانع مرگ آنها شوند.
تل و مک کلوخ،کمتر از دو هفته پس از تزریق سلولهای مغز استخوان،به موش های پذیرنده،مغز استخوان و طحال این موش ها را آزمایش کردند. این دو پژوهشگر چند مجموعه کلون (Clone) از سلولهای خون پیدا کردند. آنان انتظار داشتند که در هر مجموعه فقط یک نوع سلول خون پیدا کنند. اما،مشاهده کردند،که هر مجموعه کلون محتوی همه انواع سلولهای خون است و همه آنها فقط از یک سلول مغز استخوان پدید آمده اند. بنابراین،به گفته مک کلوخ«برای نخستین بار ثابت می شد که چیزی از قبیل سلول بنیادی،وجود دارد.»
تاریخچه پژوهش درباره سلول های بنیادی،نشان می دهد که شناسایی این سلولها کار ساده ای نیست. سلولهای بنیادی،برخلاف سلولهای عصبی،سلولهای خون و دیگر سلولهای بالغ،ظاهر مشخصی ندارند. بنابراین پژوهشگران،سلولهای بنیادی را بر اساس توانایی هایی که دارند توصیف می کنند،نه از روی ریخت و اندازه آنها. پژوهشگران،سلولهایی را که کشت(رشد)می دهند، همواره آزمایش می کنند تا ببینند آیا این سلولها،ویژگی هایی را که باید،نشان می دهند یا نه.
سلولهای بنیادی رویانی را که از رویان ابتدایی جدا می کنند و در محیط کشت آزمایشگاهی کشت می دهند،ویژگی بسیار مهمی دارند:می توانند در طی زمان طولانی همواره تقسیم و در نتیجه تجدید شوند. این سلولها در شرایط مناسب،پی در پی تقسیم می شوند و سلولهای رویانی دیگری را تولید کنند.
در سالهای اخیر،دانشمندان پرشماری سلولهای بنیادی را کانون پژوهش های خود ساخته اند. توجه کم نظیر به سلولهای بنیادی، سه علت اصلی دارد:ارزش آنها برای پژوهش های پایه،دورنمای استفاده از آنها برای درمان بیماری و آسیب دیدگی،و امکان به کارگیری آنها در تولید داروهای جدید.
دانشمندان بسیاری عقیده دارند که سلولهای بنیادی به نیاز موجود برای دارو و درمان های جدیدی که ممکن است رنج آدمی را کم کنند،پاسخ خواهند داد.

گردآونده : دنیایی از همه چیز | www.donyaha.com

Stem cells are biological cells found in all multicellular organisms, that can divide (through mitosis) and differentiate into diverse specialized cell types and can self-renew to produce more stem cells.

منابع :

http://2580414.blogfa.com
http://www.donyaha.com
www.abrahammed.ir

با تشکر از  ابراهیم محمودزاده