دسته بندی مطالب

غربالگری سلامت جنین غربالگری سلامت نوزادان غربالگری و پیشگیری از سرطان خدمات تشخیص پزشکی و بالینی خدمات ایمونولوژی و ایمونوفلورسانس خدمات پاتولوژی و سیتو پاتولوژی آموزش های همگانی و تخصصی همکاران و متخصصین آزمایشگاهی

فناوری سلول های بنیادی

| تعداد بازدید : 2729

در موجودات زنده  سلولهای تمایز نیافته ای وجود دارند که می توانند سلول هایی را تولید کنند که نهایتاً بافت های تخصصی و اندام ها را شکل می دهند. این سلول ها سلول های بنیادی نامیده می شوند. سه نوع عمده از این سلولها وجود دارد؛ سلول های بنیادی جنینی ( embryonic stem cell) و سلول های بنیادی بالغ (Adult stem cell) و سلولهای بنیادی بند ناف (umbilical cord stem cell ). در این مقاله به توضیح فناوری سلولهای بنیادی و کاربرد انها می پردازیم.

فناوری سلول های بنیادی

مقدمه

دسترسی انسان به فناوری تکثیر سلول‌های بنیادی و به‌کارگیری آن‌ها برای تولید سلول‌های دیگر، از جمله مباحث نوین در علوم زیستی است. سلولهای بنیادی در ابتدا برای درک چگونگی تکوین موجودات از یک سلول منفرد حاصل از تلفیق دو گامت والدی، در علوم تکوین و جنین‌شناسی مورد توجه و تحقیق قرار گرفتند. سلول‌های بنیادی به آن دسته از سلول‌های بدن اطلاق می‌شوند که هنوز تمایز نیافته و برای کار ویژه‌ای تجهیز نشده‌اند. این سلول‌ها دارای خاصیت خودتکثیری بوده و قابلیت تمایز و تبدیل شدن به انواع دیگر سلول‌های بدن را دارند. این مشخصه سلول‌های بنیادی، نظر متخصصین مختلف را به خود معطوف داشته است، به‌طوری‌که تحقیقات گسترده‌ای در این خصوص صورت گرفته است.

به‌طور کلی سلول‌های بنیادی دارای دو خصوصیت عمده هستند: 1) قدرت تکثیر نامحدود 2) خصوصیت پُرتوانی یا اصطلاحاً Pluripotency؛ به‌عبارت دیگر، این سلول‌ها قادر هستند تا در محیط آزمایشگاهی انواع مختلفی از سلول‌ها را به‌وجود بیاورند.سلول‌های بنیادی را با توجه به منشأ آن‌ها به سه دسته تقسیم می‌کنند: سلول‌های بنیادی جنینی (Embryonic Stem Cells) که در مراحل اولیه تشکیل جنین، از آن گرفته می‌شود و سلول‌های بنیادی بالغ (Adult Stem Cells) که پس از تولد فرد و به‌ویژه از مغز استخوان آن گرفته می‌شود.و سلولهای بنیادی بند ناف stem cell from umbilical cord blood) ) بلافاصله بعد از تولد از خون بند ناف بدست می آیند.

ویژگی‌هایی که سلولهای بنیادی را از سایر سلول‌ها متمایز کرده است عبارتند از :

  1. سلولهای بنیادی سلول‌های تمایز نیافته و تخصص عمل نیافته‌اندکه قدرت تقسیم نامحدود وتوانایی ایجاد سلول‌های همانند خود را دارنداین سلول‌ها تحت شرایط فیزیولوژیکی خاصی و با دریافت سیگنال‌هایی، به سلول‌های تخصص یافته (مانند سلول‌های ماهیچه‌ای، عصبی، سلول‌های بتای پانکراس و ... ) قابل تمایز هستند.لازمه‌ی اینکه محققان این رشته، روش‌هایی برای به کار گیری سلولهای بنیادی در درمان‌های پزشکی ابداع کنند، شناخت اساس ویژگی‌های منحصر به فرد سلولهای بنیادی است که شامل دو نوع مطالعه استشناسایی عواملی که باعث می‌شود سلولهای بنیادی، تمایز نیافته باقی بمانند و قدرت خود همانندسازی خود را برای سال‌ها حفظ کنندو همچنین شناسایی سیگنال‌هایی که سلول‌ بنیادی با دریافت آنها شروع به تمایز به سلول‌های مختلف می‌کنند.سلول‌های بنیادین را براساس نوع منشا آنها به سه گروه تقسیم می‌کنند:

  2.  سلولهای بنیادی جنینی؛embryonic stem cells (ES) :  جنین انسان در طول 3-5 روزگی به شکل یک توپ سلولی تک لایه‌ی میان تهی است به نام بلاستوسیت. در گوشه‌ای از حفره‌ی بلاستولایی توده‌ای سلولی وجود دارد که متشکل ازسلولهای بنیادی جنینی است که در طول تکوین جنین تقسیم شده و انواع مختلف بافت‌ها از تمایز آن حاصل می‌شود. .سلولهای بنیادی بالغ  adult stem cells : به صورت پراکنده در بافت‌های بالغ مانند مغز استخوان، مغز، عضله‌ی قلب و عضله وجود دارند و مسئول ترمیم و جایگزینی سلول‌های آسیب دیده‌ می‌باشند.

  3. سلولهای بنیادی بند ناف؛  stem cell from umbilical cord blood: دسته‌ی سوم سلولهای بنیادی در بند ناف واقع اند که در صورت حفظ و نگهداری آن، منبع بسیاری خوبی برای تامین سلول‌های بنیادین جهت اهداف درمانی‌ هستند.

 

سلولهای بنیادی جنینی

سلولهای بنیادی جنینی(ES)   از جنین بدست می‌آیند. در بالا  گفته شد که سلولهای بنیادی جنینی در توده‌ی سلولی داخل حفره‌ی بلاستوسیت قرارگرفته اند. بلاستوسیت از 3 بخش تشکیل شده است، شاملتروفوبلاست) لایه‌ی سلولی احاطه کننده‌ی بلاستوسیت)، بلاستوسل) حفره‌ی درون توپ بلاستوسیت) و توده سلولهای درونی (از حدود 30 سلول که از نوع ES هستند تشکیل شده و در گوشه‌ای از بلاستوسل بر روی ترفوبلاست قرار گرفته) می باشد.

سلولهای بنیادی جنینی خود براساس پتانسیل تمایزی و زمان جداسازی از بلاستوسیست، به چند گروه تقسیم میشوند:1- سلولهای بنیادی جنینی جداشده از جنین اولیه در مرحله مرولا ) 2 - 4 روزهای اولیه گاسترولاسیون که همه توان بوده و قادر به تشکیل هر نوع سلول یا اندام خارج جنینی مثل جفت و حتی جنین کامل میباشند 2 - سلولهای بنیادی جنینی گرفته شده از جنین مسن تر، در مرحله بلاستوسیت  )روز  7 -5 گاسترولاسیون در انسان(  که سلولهای پر توان بوده ودارای پتانسیل تمایز به بافتهای مختلف بدن بوده ولی قادر به ایجاد جفت نبوده وهمچنین نمیتوانند یک جنین کامل را ایجاد نمایند- 3 سلولهای بنیادی مسن تر از مرحله قبل که چند توان بوده که قادر به ایجاد انواع سلولهای بافتی میباشند.

 

مشخصات سلول های بنیادی جنینی

سلول های بنیادی جنینی دارای توان تقسیم متقارن نامحدود و بدون تمایز هستند و در عین حال توان تمایزی را حفظ  می نماید.این سلولها دارای کاریوتایپ طبیعی کروموزومی بوده و این حالت را نیز حفظ می نمایند.سلول های بنیادی جنینی پرتوان میتوانند انواع سلول تمایز یافته که از سه لایه زاینده اولیه جنین است را بوجود آورند.همچنین  طی تکوین دارای توان ادغام در تمام بافت های جنینی هستند. این سلولها دارای خاصیت  کلون زایی هستند به این معنی که یک سلول منفرد دارای توان تولید یک کلونی متشکل از سلول هایی با خواص ژنتیکی یکسان می باشد. سلولهای بنیادی جنینی فاکتور نسخه برداری oct4را بیان می کنند. این فاکتور سبب تحریک یا مهار دسته ای از ژن ها می شود که سلول های بنیادی جنینی را در حالت تکثیری و غیر تمایزی نگه می دارد. سلولهابی بنیادی جنینی را می توان به تکثیر یا تمایزوادار کرد. همچنین این سلولها فاقد نقطه کنترل  G1 میباشند. وبیشتر زمانشان را در فاز S هستند.وهمچنین غیر فعال شدن کروموزوم  X را نشان نمی دهند.

 

تمایز سلول های بنیادی جنینی

یک هدف از تحقیق بر سلول بنیادی جنینی، تکوین سلول های تخصصی نظیر نورون ها، سلول های عضله قلبی، سلول های اندوتلیال عروق خونی و سلول های مولد انسولین و غیره است. بنابراین تمایز جهت دار سلول های بنیادی جنینی برای استفاده غایی از آنها در توسعه درمان های جدید بسیار حیاتی است. سلول های بنیادی جنینی قادرند در شرایط آزمایشگاهی و در موجود زنده به انواع فراوانی از سلول های بدن تمایز یابند. لذا این سلول ها پتانسیل فراوانی در ترمیم و جایگزینی سلول ها و بافت های آسیب دیده دارند .از جمله مزایای سلول های بنیادی جنینی نسبت به سلول های بنیادی بزرگسالان توانایی تقسیم نامحدود آنها در محیط آزمایشگاهی و توانایی تمایز وسیع آنها است. معمولا در تمایز سلول های بنیادی جنینی، این سلول ها از سلول های تغذیه کننده جدا شده، به صورت سوسپانسیون در پلیت باکتریایی کشت می شوند و به تجمعات کروی شکلی مشابه ابتدای جنین بعد از لانه گزینی به نام اجسام شبه جنینی  embryoid bodies  تبدیل می گردند.اجسام شبه جنینی در ظروف کشت بافتی، به کف ظرف چسبیده به انواعی از سلول ها نظیر کاردیومیوسیت های ضرباندار،سلول های اپی تلیال رنگدانه دار pigmented  و بدون رنگدانه، سلول های عصبی و سلول های مزانشیمی تمایز می یابند. از سوی دیکر در نهایت تمایز آزمایشگاهی سلول های بنیادی اخیرا دانشمندان موفق به تولید اسپرم نیز شدند. با تزریق سلول های بنیادی جنینی موش به بلاستوسیست میزبان و انتقال بلاستوسیست حاصل به رحم مادررضایی foster mother  امکان تولید موش کایمرا وجود دارد همچنین با تزریق سلول های بنیادی جنینی موشی و انسانی به موش های SCID,Severe Combined Immunodeicient  می توان تراتومسی با انواع مشتقات اکتودرمی ) مثل اپی تلیوم عصبی(، مزودرمی)نظیر استخوان، غضروف و ماهیچه( و اندودرمی )لاله گوش (ایجاد نمود.

 

سلولهای بنیادی بالغ (adult stem cell).

منشأ سلول‌های بنیادی بالغ

سلول‌های بنیادی بالغ ،که به آنها سلولهای بنیادی سوماتیکی نیز می‌گویند در حقیقت سلول‌های تمایز نیافته‌ای هستند که در میان سلول‌های تمایزیافته در بافت‌های بالغ یافت می‌شوند. نقش این سلول‌ها محافظت و ترمیم بافت دربرگیرندیشان است این سلول ها پس از تولد از فرد گرفته می‌شوند. برای مثال این سلول‌ها را می‌توان از بافت مغز استخوان یک فرد سالم تهیه کرد. البته بر اساس یافته‌های اخیر، برخی معتقدند که هر بافتی دارای سلول‌های بنیادی خاص خود است. به‌طور مثال، مشخص شده که قلب، مغز و ماهیچه‌های اسکلتی هر کدام دارای سلول‌های بنیادی خاص خود هستند و همه این سلول‌ها در بدن یک فرد بالغ وجود دارند. به‌عنوان مثال، سلول‌های بنیادی قلبی بیشتر در ناحیه اپیکس (Apex) قلب و سلول‌های بنیادی مغزی عمدتاً در دیوارة بطن مغز متمرکز هستند. با این حال دقیقاً مشخص نیست که منشأ این سلول‌های بنیادی گوناگون، چه سلولی است و آیا منشأ همه این‌ها همان سلول‌های مغز استخوان هستند که هر یک به سمت اندام‌ خاصی مهاجرت کرده و به سلول‌های بنیادی خاص آن تبدیل می‌شوند، یا منشأ دیگری برای آنها وجود دارد.این سلول‌ها به دلیل دارا بودن ویژگی‌های؛ خودتجدید پذیری ، توانایی تقسیم و همانندسازی و توانایی تمایز به سلولهای تخصصی، در شمار انواع سلول های بنیادی قرار می‌گیرند.از جمله تفاوت‌های که بین سلولهای بنیادی جنینی (ES) ، و نوع بالغ وجود دارد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

 ESاز نوع سلولهای بنیادی پُرتوان (pluripotent) است و از این رو قادر به تمایز به هر سه نوع بافت جنینی، که شامل مزانشیم، اکتودرم و اندودرم است، می‌باشد و بالقوه می‌تواند تمام انواع بافت‌های بالغ را تولید کند. در حالیکه سلولهای بنیادی بالغ عمدتاً از نوع چند توان (multipotent) اند به این معنی که متعهد به تولید تعداد معدودی از انواع سلول‌ها شده اندمنشا ES توده سلولی داخل بلاستوسیت شناخته شده است در حالیکه خاستگاه‌های گوناگونی برای سلولهای بنیادی بالغ در نظر گرفته می‌شود و منشا دقیق آنها هنوز برای بشر مجهول است.نکته مهم در مورد سلولهای بنیادی بالغ، تعداد بسیار اندک آنها در بافت‌ها است. تصور می‌شود که سلولهای بنیادی در ناحیه‌ی خاصی از هر بافت قرار می‌گیرند و ممکن است تامدت‌ها به طور خفته باقی بمانند به این معنی که تقسیمی انجام ندهند و تمایزی هم حاصل نکنند و احتمالاً در اثر بیماری یا جراحت بافت، فعال شده و وظیفه‌‌ی ترمیم کنندگی خود را انجام می‌دهند. از این رو در بسیاری از مراکز تحقیقات سلولی، دانشمندان سعی در یافتن روش‌هایی دارند تا با استخراج و کشت این سلولها تعدادشان را افزایش داده و با نگهداری آنها برای مدت طولانی و دستورزی‌های ژنتیکی، در درمان بیماری‌ها و آسیب‌های بافتی استفاده کنند.

به طور کلی سه روش برای شناسایی سلولهای بنیادی بالغ وجود دارد که عبارتند از:

-1 شناسایی مارکرهای مولکولی که ویژه‌ی سلولهای بنیادی است و آنها را از سلول‌های تمایزیافته و تخصصی قابل تمیز می‌کند این مارکر‌ها می‌تواند شامل پروتئین‌های سطحی و درونی ویژه و یا تغییرات ژنتیکی ویژه باشد.

-2استخراج کردن سلول مورد نظر از بافت خاستگاهش و نشانه گذاری آنها در محیط کشت و سپس وارد کردن آنها به بافت‌ مشابه در جانوران دیگر برای تشخیص اینکه آیا سلول مجدداً در بافت‌ مشابه خاستگاهش مستقر می‌گردد یا خیر.

3-مجزا سازی سلول از بافت خاستگاهش و کشت دادن آن در محیط کشت و سپس در معرض قراردادن آنها با فاکتورها رشد یا دستورزی آنها با ژن‌های جدید برای تعیین انواع سلول‌های تمایزیافته‌ی حاصل از آنها.

 

سلولهای بنیادی بالغ ویژه بافتی

گزارشات اخیر اطلاعات جدید و معتبری در مورد جمعیت سلولهای بنیادی موجود دربرخی بافتهای بالغ ویژه نشان می دهد. بدین معنی که علاوه بر وجود سلولهای بنیادی درمغز استخوان، منابع دیگری ازسلولهای بنیادی با پتانسیل مزانشیمی در بافتهایی از جمله صفاق، استخوانهای ترابکولار، بافت چربی، احتمالاً مفصل زانو، ریه و مغز دندان یافت شده که در همه موارد این سلولها قادر به تمایز به سمت سلولهای کندروسیت، استئوسیت و آدپیوسیت بوده و همچنین قدرت شرکت در ترمیم ماهیچه اسکلتی آسیب دیده را دارند.سلولهای بنیادی گرفته شده از بافت چربی نیز،پتانسیل مشابه را نشان دادند.

 

سلولهای بنیادی مغز استخوان

همانطور که قبلاً ذکر شد، استرومای مغز استخوان بافت پیچیده ای است که از رگ های خونی، انواع سلولهای بافت همبند از جمله سلولهای اندوتلیالی، سلولهای ماهیچه صاف، آدیپوسیتها، سلولهای استخوانی و استرومایی تشکیل شده است. در فضای خارج رگی مغز استخوان، یک شبکه فشرده از سلولها، شامل سلول های محیطی مغز استخوان وجود دارد که سلولهای بنیادی مغز استخوان در این ناحیه قرار دارند. این سلولها شامل انواع سلولهای زیر می باشد:

-1 سلولهای بنیادی خون ساز (Hematopoietic Stem Cells: HSC)

سلولهای بنیادی خونساز ، سلولهای چند توان بوده که به صورت ذخیره سلولی برای انواع سلولهای خونی در مغزاستخوان وجود دارند. این سلولها قادر به ایجاد انواع سلولهای خونی بالغ از جمله اریتروسیتها، گرانولوسیتها، مونوسیتها، ماست سل ها، لنفوسیت ها و مگاکاریوسیتها می باشند. تعداد این سلولها در مغز استخوان بسیار محدود بوده ودر واقع به ازای هر 124 سلول مغز استخوان یک سلول بنیادی خونساز وجود دارد ولی این سلولها به اتکاء ظرفیتشان برای خود تجدیدی، یک پشتیبانی قوی را در سرتاسر زندگی موجود زنده برای سلولهای خونی فراهم می آورند. این سلولها، علاوه بر توانایی تمایزشان به انواع سلولهای خونی بالغ، قادر به ایجاد سلولهای تخم مرغی کبدی نیز می باشند.

 

-2سلولهای بنیادی مزانشیمی  (Mesenchymal Stem Cells: MSCs)

سلولهای بنیادی مزانشیمی ، سلولهای چند توان هستند که توانایی تمایز به انواع دودمانهای بافت همبند از جمله آدیپوسیت، کندروسیت و استئوسیت را دارا می باشند. این سلولها قادرند ظرفیت تمایزشان را همچنان در محیط خارج از بدن )محیط کشت( حفظ نمایند.  از نقطه نظر فنوتیپی، MSCs دارای مارکرهای ویژه به صورت منفرد نمیباشند بلکه تعدادی مارکرهای غیراختصاصی را به صورت گروهی در سطح بالایی بیان میکنند. تحقیقات نشان میدهد که فنوتیپ آنتی ژنهای سلولهای مزانشیمی مغز استخوان متفاوت بوده و یک حالت مشترک بین سلولهای مزانشیمی، آندوتلیالی  اپی تلیالی و سلولهای ماهیچه ای است . به طور معمول MSCs مغز استخوان حاوی مارکرهای سطحی سلولهای خونی و اندوتلیالی CD14,CD45, CD31, CD11b نیستند. هرچند که سلولهای مزانشیمی انسانی و رت مارکرCD34 رانیز بیان نمیکنند ولی درمورد سلولهای مزانشیمی موش اختلاف نظر بین محققین وجود دارد. SB-12 .نیز آنتی بادی است که با آنتی ژنهای سطحی MSCs تمایز نیافته واکنش می دهد و هنگامی که این سلولها به سلولهای استخوانی متمایز شوند ، این مارکر سطحی ناپدید میشوند. این سلولها بیشتربوسیله بیان مولکولهای چسبنده سلولهای رگی و رسپتور هیالورونات CD44شناسایی می شوند .

 

خصوصیات ایمونولوژیکی سلولهای بنیادی مزانشیمی

دانستن ویژگیهای ایمونولوژیکی MSCs کاربردهای درمانی آنها را افزایش می دهد خصوصیات ایمونولوژیکیMSCs در محیط کشت به وسیله بیان و یا عدم بیان مارکرهای MHC-class II و IMHC-classI و CD 40, CD86,CD80توضیح داده می شوند. محققین، عدم تحریک پذیری سلولهای T ، هنگامی که به همراه MSCs در محیط کشت قرار می گیرند را گزارش کردند. این مهار پذیری در حالتی که سلولهای T با میتوژنهای پلی کلونال آنتی بادی CD3 یا آلو آنتی ژن تحریک شده بودند، گزارش شده است. در حالی که عده دیگری از محققین نقش فاکتورهای خاصی را در مهار پذیری دخیل می دادند. MSCs قادر به مهار کردن تولید لنفوسیت های سیتوژنیک در in vitro و همچنین مانع از مرگ سلولی به وسیله لنفوسیتهای سیتوتوکسیک و سلولهای کشنده طبیعی می شوند .

 

ژن درمانی با استفاده از سلول بنیادی مزانشیمی

در این ارتباط سه استراتژی مهم وجود دارد.استراتژی اول تزریق سلولهای مزانشیمی مستقیما به محل آسیب دیده است. از این روش برای ضایعات استخوان و غضروف استفاده شده است. البته در مورد استخوان استفاده از سرامیک و سلول مزانشیمی به صورت توام نتایج بهتری داشته است. استراتژی دوم وارد کردن ژن پروتئین خاص در سلول مزانشیمی و تزریق آن به سیستم گردش خون است. این سلولها در مغز استخوان مستقر شده و پروتئین مورد نظر را ترشح می کنند. محققین با وارد کردن ژن فاکتور IX بداخل سلول مزانشیمی و تزریق آن به موش SCID به مدت 9 هفته ترشح آن فاکتور را مشاهده کردند. بالاخره استراتژی سوم تزریق سلول مزانشیمی بداخل گردش خون است. به طوریکه سلولهای فوق در بافت هایی نظیر استخوان و غضروف و مغز و ریه مستقر شوند. در این ارتباط برخی محققین سلول مزانشیمی موش نرمال را به موشی که ژن جهش یافته داشت، تزریق کردند و نتایج آنها نشان داد که سلولهای نرمال جایگزین بیش از 32 % سلولهای جهش یافته استخوانی شده است. امید می رود در آینده بتوان با این روش بیماری استخوان سازی ناقص را که نوعی بیماری ژنتیکی استخوان محسوب می شود درمان کرد.

 

خطر سرطان زایی سلولهای بنیادی مزانشیمی

در کاربرد سلولهای بنیادی مزانشیمی با توجه به خاصیت سرکوبگری ایمنی، باید خطر سرطان زایی آنها را در نظر گرفت سرطان تحت تاثیر عوامل ژنتیکی و اپی ژنتیکی بوجود می آید که در نهایت تظاهر بدخیم پیدا میکنند. یک خصوصیت سلولهای بنیادی مزانشیمی، توانایی آنها بعد از تزریق داخل رگی به حیوانات آزمایشگاهی،مهاجرت گزینشی آنها به منطقه ی تومور و تکمیل استرومای سرطان است. چون سلولهای بنیادی مزانشیمی به طور مدام عوامل پیش رگزایی از جمله فاکتور رشد اندوتلیال عروقیVEGF  و IL-6 و همچنین آنزیمهای تجزیه کننده ی ماتریکس از جمله MMP را تولید می کنند، احتمالا پیش بینی می شود که آنها بیش از مهار، رشد تومور را تحریک می کنند.

 

سلولهای بنیادی عصبی

سلولهای بنیادی عصبی یک جمعیت خودتجدید شونده می باشند که توانایی تمایز به نورون و گلیا را در سیستم عصبی بزرگسال و در حال تکامل دارا می باشند این سلولها را می توان تکثیر نمود و بر روی آنها دستکاری ژنتیکی انجام داد و می توان آنها را به سوی سلولهای در حال تکوین، بالغ و یا سلول های با اثرات درمانی دوباره برنامه ریزی کرد. علاوه بر این توانایی بالایی برای مهاجرت داشته و به نظر می رسد به نواحی از مغز که دچار آسیب شده اند مهاجرت می کنند

.

خصوصیات سلولهای بنیادی عصبی

یک سلول بنیادی برای آنکه بتوان آن را به عنوان سلول بنیادی عصبی شناخت باید دارای سه خصوصیت باشد:

  1. یک سلول بنیادی عصبی، سلول چند توانی) پیش ساز پر توان( است که قادر به تکثیر و تولید  پیش سازهایی است که قابلیت تبدیل به سه نوع اصلی سلولهای سیستم اعصاب مرکزی را دارد: یعنی آستروسیتها، الیگودندروسیتها، و نورونها

  2. این سلولها باید توانایی خودتجدیدشوندگی را داشته باشند و همچنین به صورت متقارن و نامتقارن تقسیم گردند

  3. -یک سلول بنیادی عصبی باید بتواند خصوصیت چند توانی خود را تا زمانی طولانی حفظ کند.این نکته بسیار حائز اهمیت است، چون سلولهای پیش ساز پرتوان خودتجدیدشوندگی شان را در حد محدود و تا زمان کوتاهی حفظ می کنند

 

سلولهای پیش ساز عصبی

یک سلول پیش ساز، سلولی است که توانایی محدودی برای خودتجدیدشوندگی و تولید سلولهای تمایز یافته دارد NSC ها در محیط آزمایشگاهی قادر به ایجاد یک سری ساختارهای کلونی شکل هستند که نوروسفر نامیده می شوند و تنوعاتی از لحاظ رده های سلولی دخیل در تشکیل این ساختارها درآنها دیده می شود.

 

کاربردهای سلولهای بنیادی عصبی

در مطالعات اخیر نشان داده شده که، پیوند سلولهای پیش ساز عصبی مشتق از مغز انسان بزرگسال به مدل حیوانی مبتلا به ضایعه نخاعی، سبب تجدید میلین سازی در این سلولها می شود که مشابه روند تولید میلین در سلولهای شوان است. اکسونهای مجدد میلینه شده، پالسهای عصبی را بسیار شبیه به حالت نرمال منتقل میکنند. این امر پیشنهاد می کند که انتقال اینها به محل فاقد میلین آسیب دیده نخاعی می تواند در درمان ضایعات ایجاد شده مفید باشد.

 

سلولهای بنیادی بند ناف ( stem cell from umbilical cord blood)

سلولهای بنیادی بند ناف بلافاصله بعد از تولد از خون بند ناف بدست می آیند این سلولها نسبت به سلولهای بنیادی مغز استخوان بالغین و بچه ها نابالغ تر و نسبت به سلولهای بنیادی جنینی مسن تر یا بالغ تر می باشد. این سلولها چند توان بوده با خاصیت چسبندگی بالا و به آهستگی در محیط کشت ثابت می شوند. این سلولها حاوی آنتی ژنهای مخصوص سلولهای بنیادی از جمله CD13 ،  CD29، CD44 بوده ولی آنتی ژنهای سلولهای خون ساز را بیان نمی کنند و دارای سطح پایینی از بیان آنتی ژنهای سلولهای استخوانی بوده و در مقایسه با سلولهای بنیادی مغز استخوان فاقد بیان آنتی ژنهای عصبی می باشند . سلولهای بنیادی بندناف اخیرا به عنوان یک منبع سلولی منحصر به فرد برای ترمیم لوسمی و بقیه بیماری های خونی شناخته شده و با وجودیکه حاوی سلولهای ایمنی میباشد ولی تشکیل واکنش قوی در مقابل سلولهای میزبان نمی کند.

- تکثیر سلول‌های بنیادی بند ناف به منظور درمان افراد سرطانی

یکی از مشکلات پیوند مغز استخوان، عدم سازگاری نسجی (MHC) شخص گیرنده با شخص دهنده است. این موضوع یعنی "ناسازگاری نسجی"، حتی ممکن است باعث مرگ شخص گیرنده شود. از طرفی به‌دلیل کمبود تعداد افراد داوطلب برای اهدای مغز استخوان، امکان یافتن نمونه‌های سازگار با فرد بیمار دشوار است.
از آنجایی‌که سلول‌های بنیادی بند ناف، در مراحل اولیه تکامل قرار دارند، سازگاری آن‌ها با شخص گیرنده بیشتر است و در زمان انتقال به شخص بیمار، کمتر پس‌زده (Rejection) می‌شوند. بنابراین با تبدیل سلول‌های بنیادی بند ناف به سلول‌های مغز استخوان و پیوند آنها به بیمار می‌توان تا حد زیادی با مشکل پس‌زدگی مقابله نمود؛ ضمن اینکه این سلول‌های بنیادی، از خون بند ناف و بلافاصله بعد از تولد نوزاد جداسازی می‌شوند (بند ناف بعد از تولد از نوزاد جدا شده و دور انداخته می‌شود) و لذا بعید است که مشکلات اخلاقی خاصی داشته باشند.از دیگر مزایای سلول‌های بنیادی بند ناف، می‌توان به "فقدان عفونت ویروسی" و "سرعت بهبود" اشاره کرد (پس از پیوند این سلول‌ها به مغز استخوان، مدت زمان خون‌سازی و بهبود بیماران کمتر است).تنها مشکل سلول‌های بنیادی بند ناف آن است که تعداد آنها بسیار کم است و لذا باید این سلول‌ها پس از استخراج در شرایط آزمایشگاهی تکثیر شوند تا بتوان به‌صورت کاربردی از آنها استفاده نمود.

 

انواع درمان ها با استفاده از سلول های بنیادی

تصور بر این است که اگر سلول های تخصص یافته  انسان آسیب سخت ببینند نمی توان آن ها را با سلو لهای سالم جایگزین کرد ولی با استفاده از سلول های بنیادی می توان  سلولهای تخصص یافته سالم تهیه نمود و این سلولهارا جایگزین سلولهای اسیب دیده کرداستفاده از سلول های بنیادی به صورت های ذیل صورت می گیرد:

-1 سلول های بنیادی آلوژنیک:در این حالت سلول های بنیادی از فرد دیگری تهیه می شود  این چنین سلول ها معمولا برای گیرنده بیگانه بوده و احتمال دارد گیرنده علیه آن ها پاسخ ایمنولوژیک دهد.

-2 سلول های بنیادی سینژنیک:در این حالت سلول های بنیادی از فردی که کاملا باگیرنده یکسان است تهیه می شود. مثلا در دو قلوهای تک تخمی (یکسان) این حالت وجود دارد و یا مو شهایی که از نژاد خالص تهیه شده اندچون آنتی ژن ها یکسان  می باشد پاسخ رد پیوند داده نمی شود.

-3 سلول های بنیادی اتولوگ:در این حالت از سلول های بنیادی خود فرد استفاده می شود برای مثال از مغز استخوان خود فرد سلول بنیادی تهیه می شود و بعد از اماده سازی به خود فرد تزریق می شود.

 

نتیجه گیری

سلولهای بنیادی به دلیل دارا بودن خاصیت خودتجدیدشوندگی و توان تمایز به بافتهای مختلف،منبع مناسبی برای استفاده در برخی استراتژیهای سلول درمانی و ژن درمانی محسوب می شوند. کارایی این سلولها در درمان برخی از بیماریها به خوبی نشان داده شده است. همچنین تحقیقات پیشین انعطاف و شکل پذیری این سلولها را در تمایز به سلولهای عصبی، پوششی پوست، ریه، کبد،روده، کلیه و طحال به اثبات رسانده است. با وجود اهمیت سلولهای بنیادی در سلول درمانی هنوزهم برخی از جنبه های زیست شناختی مانند ماهیت، منشاء تکوینی و عملکرد in vivo سلول ناشناخته است. از طرفی کم بودن تعداد آنها در بافتهای بدن و نیاز سلول درمانی به تعداد زیاد سلول، کشت و تکثیر سلول های بنیادی در محیط آزمایشگاه را محدود کرده است

:منابع

Suemori H, Yasuchika K, Hasegawa K, Fujioka T, Tsuneyoshi N, Nakatsuji N. 2006. Efficient establishment of human embryonic stem cell lines and long-term maintenance with stable karyotype by enzymatic bulk passage. Biochemical and biophysical research communications 345: 926-32

Groszer M, Erickson R, Scripture-Adams DD, Dougherty JD, Le Belle J, Zack JA, Geschwind DH, Liu X, Kornblum HI, Wu H. 2006. PTEN negatively regulates neural stem cell self-renewal by modulating G0-G1 cell cycle entry. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103: 111-6

Ying Q-L, Wray J, Nichols J, Batlle-Morera L, Doble B, Woodgett J, Cohen P, Smith A. 2008. The ground state of embryonic stem cell self-renewal. Nature 453: 519-23

 


نویسندگان

دکتر الهام عبدالهی، واحد تحقیق و توسعه آزمایشگاه پاتوبیولوژی و ژنتیک اریترون

تماس با ما


اریترون یک آزمایشگاه تخصصی است که از راه های مختلف می‌توانید با آن در تماس باشید و پرسش ها و مشکلات خود را به آسانی با متخصصین ما در میان بگذارید.

 

ساعت کار آزمایشگاه از 06:30 صبح الی 10 شب به طور یکسره و روزهای تعطیل از 7 صبح الی 2 بعد از ظهر

اصفهان / خیابان شیخ صدوق شمالی / خیابان شیخ مفید غربی

جواب آزمایش خود را به آسانی از طریق ربات تلگرامی به آدرس [email protected] دریافت نمایید.

شماره تماس:7-36631906- 031    2 -36633621 - 031

شماره فکس: 89784728- 021

[email protected]

کد پستی : 76351-81647