سلول های بنیادی
معرفی سلول های بنیادی
سلول های بنیادی چه هستند و چرا اهمیت زیادی دارند؟
سلول های بنیادی (stem cell) توانایی قابل توجهی در جهت تمایز به انواع سلول های بدن دارند. علاوه بر این در بسیاری از بافت ها، آن ها به عنوان سیستم تعمیر داخلی بافت مورد استفاده قرار می گیرند. در واقع سلول های بنیادی دو خصوصیت کلیدی دارند که آن ها را از سایر سلول ها متمایز میکند .
- خودنوزایی (self-renewal)
- تمایز (differentiation)
خودنوزایی
خودنوزایی به این معنی است که سلول بنیادی قادر است خود را برای مدت طولانی بازتولید کند. این جمله بدان معنا است که این سلول ها توانایی تکثیر و تقسیم مداوم داشته و از این نظر محدودیتی ندارند.
لازم به ذکر است در برخی از اندامها، مانند روده و مغز استخوان، سلول های بنیادی به طور مرتب برای اصلاح و جایگزینی بافت‌های فرسوده یا آسیب دیده تقسیم می‌شوند اما در سایر اندامها ، مانند پانکراس و قلب، سلول های بنیادی فقط تحت شرایط خاص تقسیم می‌شوند.
تمایز
داشتن این خصوصیت در سلول بنیادی آن را قادر می‌سازد که تحت شرایط ویژه در بدن یا محیط آزمایشگاهی به سلول هایی تمایز یافته با عملکرد اختصاصی تبدیل شوند.
سلول های بنیادی به دلایل بسیاری برای موجودات زنده اهمیت دارند. به طور کلی سلول های بنیادی را بر اساس خصوصیات و ویژگی‌ها به سه دسته تقسیم میکنند:
- سلول‌های بنیادی جنینی
- سلول‌های بنیادی بالغ
- سلول‌های بنیادی بند ناف
در جنین ۳ تا ۵ روزه که بلاستوسیست (Blastocystis) نامیده می‌شود، سلول های داخلی باعث ایجاد کل بدن موجود زنده، ازجمله همه انواع سلول های تخصصی و اندام‌های مختلف مانند قلب، ریه، پوست، اسپرم، زیگوت و دیگر بافت‌ها می‌شوند.
توده‌ی داخلی سلول های بلاستوسیست منشا اصلی سلول های بنیادی جنین می‌باشد
در برخی از بافت‌های بالغ مانند مغز استخوان، عضلات و مغز نیز جمعیت‌های گسسته از سلول های بنیادی بالغی وجود دارند که وظیفه‌ی آنها ترمیم یا جایگزینی سلول های آسیب دیده می‌باشد.
با توجه به توانایی‌های بازسازی منحصر به فرد آنها، سلول های بنیادی برای درمان بیماری‌هایی نظیر دیابت و بیماری‌های قلبی پتانسیل جدیدی را ارائه می‌دهند که البته برای ورود به عرصه‌ی بالینی باید آزمایش‌های بسیاری روی آنها انجام شود.
تحقیقات در مورد سلول های بنیادی همچنین منجر به پیشرفت دانش در این مورد که چگونه یک اندام از یک سلول تکامل پیدا میکند و سلول های سالم سلول های آسیب دیده را در اندام‌های بالغ جایگزین میکند، می‌شود. تحقیقات بر روی سلول های بنیادی یکی از جالب‌ترین بخش‌های زیست شناسی نوین است. که همانند بسیاری از زمینههای گسترش یافته در پژوهش‌های علمی، پرسش‌ها و چالش‌هایی را مطرح میکنند که در آینده منجر به اکتشافات جدید خواهد شد.
ویژگیهای سلول بنیادی
همهی سلول های بنیادی بدون در نظر گرفتن منشا، دارای سه ویژگی کلی هستند که آنها را از سایر سلول ها متمایز میکند.
- آنها قادر به تقسیم و بازسازی برای مدت‌های طولانی هستند.
- سلول های اختصاصی نیستند.
- می‌توانند به سلول های خاصی تمایز یابند.
بر اساس توان تمایزی و برگشت‌پذیری سلول های بنیادی را می توان به سه بخش زیر تقسیم کرد:
۱– پرتوان (Totipotent)
این دسته قادر است همهی سلول ها (سلول های فرد و سلول های جفت ) را بسازند که این ویژگی آنها را برای درمان سلول ها و ژن ها و همچنین مهندسی بافت برای پیوند و جایگزینی سلول های بیمار ایده آل میکند. این بدین معنی است که ارزش درمانی سلول های بنیادی پرتوان بسیار زیاد است. با یادگیری در مورد روند تقسیم، می‌توانیم به روند رشد بیماری‌ها غلبه کرده و سپس راه‌هایی برای جلوگیری از تولید و تقسیم سلول های بیمار ارائه دهیم.
۲– سلول های بنیادی همه‌توان (Pluripotent)
ها قابلیت تمایز به اکثر سلول های تخصصی بدن را دارند
یکی دیگر از انواع سلول بنیادی هستند که می‌توانند بیشتر یا همهی سلول های فرد را بسازند. مثلا سلول بنیادی جنینی تحت شرایط خاص می‌تواند یک فرد را بسازد اما قادر به ایجاد جفت نیست.
به سلول هایی که از گنادهای جنینی (fetus) به دست می‌آیند سلول های زاینده جنینی (Embryonic Germ cells) گفته می‌شود که این سلول ها نیز جز دسته‌ی همه توان می‌باشند. تک تک این سلول ها توانایی ایجاد کلنی را دارند و با تمایز سه لایه‌ی جنینی را تشکیل می‌دهند.
۳– سلول های بنیادی چندتوان (Multipotent)
همانند سایر سلول های بنیادی ویژگیهای اصلی را دارند اما تعداد محدودتری از سلول ها را ایجاد میکنند و خوشان نیز از تعداد کمتری نسبت به سایرین برخوردار هستند. نمونه‌هایی از سلول های بنیادی چندتوان عبارت‌اند از سلول هایی که در مغز بوده و باعث ایجاد سلول های عصبی مختلف و سلول های نوروگلیا (سلول های پشتیبان دستگاه عصبی) می‌شوند، که می‌تواند موجب ایجاد انواع سلول های خونی باشد اما نمی‌توانند سلول های مغزی ایجاد کنند. مغز استخوان همچنین حاوی سلول های بنیادی چندتوان است که باعث ایجاد انواع سلول های خون (گلبول) می‌شود.
کاربرد سلول های بنیادی :
سلول های بنیادی که از بند ناف گرفته می‌شوند ویژه هستند. آنها جوان، قوی و پویا بوده و مطالعات بالینی متعددی در سراسر جهان بر روی آنها انجام شده است که مناسب بودن این سلول ها در بازسازی بافت آسیب دیده پس از حوادث، کاهش بیماری های استحاله‌ای (degenerative) مانند دیسک بین مهره‌ای و درمان سرطان را تایید کرده است.
بسیاری از متخصصان و دانشمندان در باره‌ی پتانسیل سلول های بنیادی بر این باورند که این سلول ها نقش بسیار مهمی در درمان بیماری‌ها تا چند دهه‌ی آینده خواهند داشت.
درمان ضایعات نخاعی
تاکنون از سلول ها و بافت های متعددی مانند سلول بنیادی، سلول های غلاف بویایی، (سلول های تولید کننده‌ی میلین بر سطح اعصاب بویایی) سلول های شوآن، (سلول های تولید کننده میلین بر سطح اعصاب محیطی) ریشه گانگلیون پشتی، بافت غده‌ی فوق کلیه و سلول های تراریخته به عنوان منابع سلولی در درمان ضایعات نخاعی بهره گرفته شده است .
پیوند سلولی بعد از ضایعات نخاعی به چند منظور صورت می‌گیرد :
۱- ایجاد ارتباط میان دو طرف محل ضایعه
۲- جایگزین کردن سلول های مرده به منظور ایجاد نورون های جدید و یا الیگودندروسیت ها (oligodendrocyte)
۳- فراهم نمودن محیط مناسب در جهت القا بازترمیمی
از اولین پیشروان استفاده از این سلول ها در مبحث سلول درمانی و ضایعات نخاعی McDonald و همکارانش در سال ۱۹۹۹ بودند. مطالعات آنها نشان داد پیوند سلول های بنیادی جنینی موش به موش صحرایی دارای ضایعه نخاعی موجب بهبود عملکردی و رفتاری در موش صحرایی می‌شود. نتایج بافت‌شناسی در طی ۲ تا ۵ هفته بعد نیز تمایز این سلول ها را بهآستروسیت، الیگودندروسیت و نورون ها و مهاجرت آنها به ۸ میلی‌متر دورتر از ناحیه ضایعه نشان داد. پیش سازهای عصبی برگرفته از سلول های بنیادی مقادیر قابل توجهی لامینین وفیبرونکتین تولید میکنند که هر دو جز فاکتورهای پیش برنده‌ی بقا سلول عصبی به شمار می‌روند و در بهبود ضایعه می‌توانند موثر واقع شوند. با توجه به نتایج McDonald یکی از مسائل مهم در بحث ضایعات نخاعی، از بین رفتن میلین و متعاقب آن نقصان عملکرد فیزیولوژیکی و رفتاری سلول های حاضر درسیستم عصبی مرکزی است. بنابراین میلینه شدن مجدد آکسون‌های سالم فاقد میلین نقش ترمیمی مهمی در درمان ضایعات نخاعی محسوب می‌شود. در همین راستا عده‌ای معتقداند توانایی تمایز سلول های بنیادی جنینی به جمعیت خالصی از پیش سازهای الیگودندروسیتی از اهمیت ویژه‌ای در کاربردهای کلینیکی برخوردار است. در حال حاضر نیز از طریق تجویز سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق شده از بافت بند ناف، بهبود در بیماران مبتلا به صدمات نخاعی مشاهده شده است و بدین ترتیب بهبود بیماری های نخاعی نیز از دیگر کاربردهای سلول های بنیادی می‌باشد.
نقش سلول بنیادی در بهبود سوختگی
Zed Merrick کودک ۲ ساله که سوختگی درجه ۲ داشت با اسپری کردن سلول های بافت سالم و تکثیر سلولی کاملا درمان شد!!
یکی از کاربردهای سلول بنیادی، نقش آنها در بهبود سوختگی و همچنین تسریع بهبود زخم‌ها است. پوست یک بافت بسیار پیچیده است که حدود ۱۰ درصد از جرم بدن را به خود اختصاص داده است. به همین علت سوختگی آن عواقب قابل توجهی روی سلامت جسمانی و روانی انسان دارد در حال حاضر هیچ پوست مصنوعی وجود ندارد که کاملا طراحی شده و قابلیت پیوند روی پوست آسیب دیده را داشته باشد و تنها جراحی مقداری این مشکل را حل کرده که مشکلاتی مانند عدم هم رنگی پوست، جای زخم و دیگر نقص‌های زیبایی و حتی حرکتی را نیز به دنبال دارد. درمان ترکیبی با استفاده از سلول های بنیادی و ماتریکس بافت است. منظور از سلول درمانی در درمان سوختگی‌ها، جایگزین ساختن بافت های آسیب دیده با سلول های سالم کشت داده شده در آزمایشگاه است. سپس این سلول های کشت داده شده بعد از گذشت حدوداً ۳ تا ۵ هفته به نواحی سوخته توسط یک حامل تزریق می‌شوند و پوششی اپیدرم مانند روی سطح آسیب دیده ایجاد می‌نمایند. با استفاده از این روش، گرانولاسیون (گوشت اضافی روی محل سوختگی) نیز رخ نخواهد داد.
لوسمی (سرطان خون)
مقایسه سلول های خونی فرد سالم و فرد مبتلا به لوسمی
در لوکمیا برخی سلول های سیستم خون ساز از کنترل خارج می‌شوند و شروع به تقسیم کنترل نشده میکنند با بدتر شدن بیماری این سلول ها به بافت های دیگر بدن نیز حمله کرده و عملکرد آنها را نیز مختل میکنند. پزشکان در حال حاضر از شیمی درمانی و روش‌های پرتو دهی برای کنترل این بیماری استفاده میکنند اما این درمان سایر سلول های طبیعی را نیز می‌کشد. بنابراین عوارض جانبی زیادی را به دنبال دارد اما سلول های بنیادی عملکردهای مختلفی را برای درمان این بیماری دارند برخی به تقویت کلی سیستم ایمنی (Immune systemm) در مسیر مشخص می‌پردازند و برخی دیگر سبب شناسایی بهتر سلول های سرطانی توسط سیستم ایمنی بدن می‌شوند.
