سلول بنیادی چیست؟

سلولهای بنیادی به سلولهایی گفته می شود که از قابلیت منحصر بفرد خود-همتاسازی در تمامی طول عمر یک اورگانیسم (موجود زنده) و نیز توانایی تبدیل به سلولهای بافتهای مختلف برخوردار می باشند. اکثر سلولهای بدن دارای یک ویژگی مخصوص بوده و نقش مشخصی را در بدن ایفاء می کنند. به عنوان نمونه، سلولهای مغز به سیگنالهای الکتریکی که از دیگر سلولهای مغز و از طریق آزاد شدن فرستنده های عصبی دریافت می کنند عکس العمل نشان می دهند، سلولهای شبکیه چشم با نور فعال می شوند، و سلولهای بتای پانکراس انسولین تولید می کنند. این سلولها که سلولهای سوماتیک یا بدنی نامیده می شوند هرگز به نوع دیگری از سلول تبدیل و یا تکثیر نمی شوند.

در مقابل، سلولهای بنیادی سلولهای نخستینی هستند که تا زمانی که یک سیگنال مشخص برای تبدیل به یک نوع مشخص سلول را دریافت نکنند بدون تغییر باقی می مانند. به عبارت ساده تر، سلولهای بنیادی از دو نوع مختلف تشکیل می شوند: سلولهای بنیادی جنینی و سلولهای بنیادی بالغ. سلولهای بنیادی جنینی (ای.اِس.سی) به آن دسته از سلولهای بنیادینی اطلاق می شود که از بلاستولا؛ نخستین مرحله ایجاد جنین منشعب می شوند. ولی سلولهای بنیادین بالغ (اِی.اِس.سی) به سلولهایی گفته می شود که پس از تولد در بدن فرد یافت می شوند. عنوان "سلولهای بنیادین بالغ" به معنای وجود ویژگیهای مرتبط با بزرگسالی فرد نمی باشد. به عنوان مثال، سلولهای بنیادی موجود در مغز استخوان یک نوزاد و یا حتی سلولهای بنیادین موجود در بند ناف در گروه سلولهای بنیادین بالغ طبقه بندی می شوند.

توان سلول های بنیادی بالغ

امروزه می دانیم که سلولهای بنیادین بالغ به آن دسته از سلولهای نخستین یا سلولهایی اطلاغ می شود که خود-تجدید پذیر بوده و می توانند به سلولهای ویژه در بافتهای مختلف تبدیل شوند. این سلولهای بنیادی اگر چه در مغز استخوان از تمرکز و تجمع بیشتری برخوردارند ولی ممکن است از بافتهای مختلفی مانند کبد، روده، ماهیچه، مغز، پانکراس، خون و غیره نیز جدا شوند. نقش سلولهای بنیادین بالغ موجود در بافتها، حفظ و ترمیم آن بافت می باشد. با این حال، این گونه سلولها ظاهرا نقش کمتری در ترمیم بافتی که در آن قرار دارند ایفاء می کنند. در صورت بروز آسیب یا جراحت بزرگ و یا عدم احیاء، نیاز به وجود سلولهای بنیادین از تعداد سلولهای بنیادینی که در آن بافت قرار دارند بسیار بیشتر می شود و سلولهای بنیادینی که از مغز استخوان آزاد می شوند (بی.ام.اس.سی) برای انجام ترمیم بافت فرا خوانده می شوند. غالبا این گونه تصور شده که سلولهای "بی.ام.اس.سی" به دلیل محدودیت در تبدیل به سلولهای قرمز خون، لنفوسیت، گرده خون، استخوان و بافتهای متصل کننده، از انعطاف پذیری کمتری برخوردارند. با این حال، تحقیقات علمی بیشتری که در طول دهه اخیر انجام شده نشان می دهد که "بی.ام.اس.سی" از انعطاف قابل ملاحظه ای برخوردارند. مغز استخوان و سلولهای بنیادین هماتوپوئیت غنی شده (اِچ.اس.سی) پس از پیوند عضو، از خود توانایی تبدیل به سلولهای ماهیچه، سلولهای قلب، سلولهای مویرگی درون پوش، سلولهای کبد، ریه، روده، پوست و سلولهای عصبی نشان داده اند.

نظریه ترمیم توسط سلولهای بنیادی

چنانچه ذکر شد، سلولهای بنیادین بالغ از نقش موثری در نوسازی مداوم سلولهای خون ( سلولهای قرمز خون، لیمفوسیت و گرده خون) و احیای سلولهای استخوان، رباط، زردپی و بافتهای متصل کننده برخوردارند. تا چندی پیش چنین تصور می شد که بالاترین پتانسیل این سلولها تواناییشان برای تبدیل به انواع دیگر سلول است. نقش واقعی سلولهای بنیادین در بدن چگونه کشف شد؟ چگونه است که این پدیده با وجود تمامی پیچیدگیهای دانش پزشکی فقط چندی است که کشف شده است؟ اگر این نکته را به تمامی در نظر بگیریم درمی یابیم که کشف این پدیده همانند کشف یک سیستم کاملا جدید بدن انسان است. یک سیستم در واقع یک بافت، یک عضو و یا مجموعه ای از بافتها و اعضایی است که از سلولهای مشخصی تشکیل شده اند و دارای وظایف معینی هستند و این وظایف به نوبه خود بافتها و اعضای دیگر بدن را تحت تاثیر قرار می دهند و هر یک در حفظ سلامت بدن نقش مهمی ایفاء می کنند.

به عنوان مثال، دستگاه قلبی – عروقی بدن از قلب تشکیل شده و وظیفه آن پمپاژ کردن خون به تمام بدن و نتیجتا رساندن مواد مغذی و اکسیژن به تمامی سلولهای بدن است. دستگاه گوارش از معده و روده ها تشکیل شده و وظیفه آن هضم غذا و تبدیل آن به مواد مغذی قابل جذب برای همه سلولهای بدن می باشد. سیستم غده درون ریز، متشکل از اعضای متعددی است و وظیفه آن ترشح ترکیباتی به نام هورمون است که عملکرد بافتها و اعضای دیگر بدن را تنظیم می کند. مثلا، پانکراس انسولین ترشح می کند و از این طریق، حمل گلوکز به سلولها را امکان پذیر می سازد و یا غده تیروئید هورمونهای تیروئید را ترشح می کند که متابولیسم بدن را تحریک و تنظیم می کنند. این عملکرد در خصوص سلولهای بنیادین به این گونه است که مغز استخوان، سلولهای CD34+ترشح می کند که به سمت بافتهای آسیب دیده حرکت نموده و پس از جایگیری در آن عملکرد دلخواه آن بافت را به آن باز می گردانند.

هم اکنون علم به نقطه شناسایی و کشف سیستم ترمیم بدن رسیده است. ولی چرا تا این اندازه دیر؟ پاسخ این سوال در تاریخچه علم نهفته است، جایی که کشفیات بزرگ تنها زمانی صورت می پذیرند که تمامی ابزار لازم تولید شده و در دسترس قرار گرفته است. به عنوان مثال، به چگونگی کشف باکتری توجه کنیم. باکتری زمانی کشف شد که میکروسکوپ ابداع و اختراع شده بود. این ابزار در ابتدا برای شمردن تعداد تارهای بافت پارچه ابداع شد. تا آنکه آنتونی ون لیوون هوک از روی کنجکاوری از میکروسکوپ خود برای مشاهده یک قطره آب استفاده کرد و به این ترتیب میکرو اورگانیسمهای متحرک موجود در آب را برای نخستین بار توصیف کرد. باکتری برای اولین بار مشاهده شد... و به زودی مشخص شد که باکتریها در همه جا هستند. کشف نقش سلولهای بنیادی در بدن نیز در پی روندی مشابه صورت پذیرفته است. یک نوع پروتئین دارای فلوئورسان با نام پروتئین درخشان سبز (جی.اف.پی) در ابتدا از عروس دریایی آکوریا ویکتوریا جدا نگاه داشته شد.

پروتئین بودن جی.اف.پی، استخراج "دی.اِن.اِی" مسئول تولید آن و سپس مشارکت ژن "جی.اف.پی" در هسته یک سلول بنیادی را امکانپذیر نمود. به این ترتیب، تمامی سلولهای مشتق شده از سلول اولیه بنیادی فلوئورسان نیز فلوئورسان شدند. کشف "جی.اف.پی" از چنان ارزش و اهمیتی برخوردار بود که جایزه نوبل شیمی سال 2008 را از آن خود کرد. هنگامی که دانشمندان سلولهای بنیادین فلوئورسان را به جانوران فاقد فلوئورسان تزریق کردند – این عمل ، به کشته شدن تمامی سلولهای بنیادین بدن می انجامد – بزودی دریافتند که سلولهای بافت فلوئورسان به تدریج در بافتهای مختلف ظاهر می شوند. با این حال، نتیجه دیگری نیز از این عمل به دست آمد که از اهمیت فوق العاده ای برخوردار بود: اگر هر بافت مشخصی مجروح و یا تخریب شود، منطقه دارای جراحت بزودی دارای میزان قابل توجهی از فلوئورسان می شود.

طی این مرحله، ناحیه مجروح با سلولهای ویژه جدیدی از همان بافت پر شد ولی این سلولها فلوئورسان بودند و به این ترتیب مشخص شد که از مغز استخوان نشات گرفته اند. به این ترتیب، فرآیندی که پیش از این غیرقابل مشاهده بود به یکباره قابل رویت شده و برداشت ما از دانش بیولوژی را دگرگون نمود. این باور که انسان با مجموعه ای از سلولهای مغز که فاقد قابلیت احیاء می باشند به دنیا می آید دیگر قابل پذیرش نیست. و اما نتیجه مهمتر آن است که این فرآیند کاملا طبیعی است. سلولهای بنیادین مغز استخوان پس از بروز یک جراحت و یا عملکرد غیر معمول در یک عضو بدن به سمت آن حرکت و نقش مهم ترمیم بافت آن را ایفاء می کنند. تا کنون به این که چه اتفاقی پس از زخم برداشتن، سوختگی پوست و یا شکستگی استخوان روی می دهد اندیشیده اید؟ چگونه بدن خود را ترمیم می کند؟ عقیده متداوال در این خصوص مثلا درباره جراحت پوست حاکی از آن است که سلولهای پوست یا همان فیبروبلاستها یک شبکه ویژه از کلاژن تشکیل می دهند که بر روی آن سلولهای بشره ای تکثیر می شوند و سپس بافت مجروح را بازسازی می کنند.

این فرآیند اگرچه می تواند چگونگی ترمیم در جراحتهای سطحی را تشریح و توجیه کند ولی از توضیح چگونگی بازسازی و ترمیم بافتهای دارای جراحت بیشتر و عمیقتر ناتوان می ماند نخست اینکه سلولهای بشره ای فاقد توانایی تبدیل به تمامی انواع سلول که در این بازسازی ضروری هستند می باشند. برای مثال، در امر ترمیم پوست، پوستی که بتازگی ساخته شده دارای فولیکولهای مو، غدد چربی ساز و غدد تعریق است، و سلولهای بشره ای فاقد توانایی تبدیل به این گونه سلولها هستند. و دوم اینکه، سلولهای بشره ای یا انواع دیگر سلول عموما نمی توانند در یک مدت مشخص به میزان بالا تکثیر شده و یک بافت را ترمیم و بازسازی کنند. نتایج حاصل از تحقیقات متعدد در سالهای اخیر نشان می دهد که فرآیند ترمیم و بازسازی در بدن با مشارکت سلولهای بنیادین مغز استخوان انجام می پذیرد. به عبارت خلاصه تر، هنگامی که یک بافت در وضعیت نامناسب قرار می گیرد سلولهای بنیادین مغز استخوان آزاد شده و به سمت آن بافت حرکت می کنند، تکثیر می شوند و به سلولهای همان بافت تغییر می یابند و از این طریق در روند ترمیم و بازسازی شرکت می کنند.

این فرآیند طبیعی ترمیم که در بسیاری از بافتها و اعضای بدن به همین ترتیب تشریح شده از زمان تولد فرد به طور روزانه و مستمر صورت می پذیرد. برای توضیح فرآیند ترمیم و بازسازی که به صورت مداوم در بدن انجام می شود می توانیم بطور موجز و خلاصه بگوییم که پس از گذشت تنها چند ساعت از وقوع یک جراحت یا هر گونه شرایط نامطلوب در یک بافت، آن بافت یک ترکیب شیمیایی با عنوان "عامل برانگیزاننده کلونی گرانولوسیت" (جی – سی اس اف) ترشح می کند. ترشح این فاکتور به آزاد شدن سلولهای بنیادی از مغز استخوان منجر می شود. "جی – سی اس اف" غالبا در مرحله پیش از مراحل درمانی سرطان مانند شیمی درمانی یا پرتونگاری مورد استفاده قرار می گیرد. از آن جهت که انجام این گونه مراحل درمانی سرطان به کشته شدن تمامی سلولهای بنیادین بدن می انجامد و امر پیوند سلولهای بنیادین به بدن پس از انجام این نوع درمان را ضروری و حیاتی می سازد، فاکتور "جی – سی اس اف" به بدن بیمار سرطانی تزریق می شود تا باعث آزاد شدن سلولهای بنیادی از مغز استخوان و نتیجتا کاشت و حفظ آنها (از طریق پایین نگاه داشتن درجه دما در یک حد پایینتر از درجه انجماد آب) شود.

پس از انجام مراحل درمان، سلولهای بنیادینی که در حالت انجماد نگاه داشته شده بودند به دمای طبیعی برگردانده و به بدن بیمار مجددا تزریق می شوند تا مغز استخوان بازسازی شود. پس از وقوع جراحت یا تخریب در یک بافت، تراکم "جی – سی اس اف" در خون به تدریج و بطور طبیعی افزایش می یابد و به این طریق به آزاد شدن سلولهای بینادی از مغز استخوان و ورود آن به جریان خون منجر می شود. یافته های علمی متعدد نشان می دهد که این بخش از این فرآیند احتمالا مهمترین آن در روند بازسازی و ترمیم محسوب می شود. افزایش تعداد سلولهای بنیادینی که از مغز استخوان خارج شده و وارد جریان خون شده اند به این معناست که سلولهای بنیادی بیشتری برای ترمیم بافت مجروح در دسترس قرار دارند. در این مرحله، بافت مجروح نوعی ترکیب شیمیایی منحصر بفرد با نام "عامل 1 مشتق شده از سلول بستره ای" (اس دی اف 1) آزاد می کند که تنها ترکیب شیمیایی است که سلولهای بنیادی را به خود جذب می کند. هنگامی که "اس دی اف 1" به "سی اکس سی آر4" که گیرنده واقع بر روی سطح سلولهای بنیادین است می چسبد روند اتصال مولکولها به سطح سلول آغاز می شود.

به این ترتیب، "اس دی اف 1" از بافت مجروح به درون جریان خون آزاد می شود و در همین زمان سلولهای بنیادی موجود در خون به سمت بافت مجروح حرکت می کنند. چسبیدن "اس دی اف 1" به "سی اکس سی آر 4" به الصاق سلولهای بنیادین به دیواره مویرگی و نتیجتا انتقال آنها به بافت مذکور منجر می شود. سلولهای بنیادی در این مرحله شروع به تکثیر شدن کرده و سپس به سلولهای آن بافت تبدیل می شوند و از این طریق به ترمیم و بازسازی آن بافت کمک می کنند. انجام تمامی این مراحل در تحقیقات متعدد نشان داده شده و مشارکت سلولهای بنیادی در ترمیم ماهیچه، استخوان، پانکراس، مغز، پوست، کبد، روده، ریه و تمامی اعضاء و بافتهای بدن اثبات گردیده است. چنین به نظر می رسد که مهمترین عامل در انجام این فرآیند، تعداد سلولهای بنیادینی است که در جریان خون در حال حرکت هستند. هنگامی که میزان سلولهای بنیادین موجود در جریان خون افراد مجروح اندازه گرفته شد چنین اثبات شد که افرادی که در روز وقوع جراحت از بیشترین تعداد سلولهای بنیادی در جریان خونشان برخوردار بودند درمان بهتر و سریعتری داشته اند. به همین ترتیب، تعیین تعداد سلولهای بنیادین در جریان خون حدود 500 نفر و وضعیت سلامت آنها در طول یک سال نشان داد که تعداد بیشتر سلولهای بنیادین موجود در خون رابطه مستقیمی با سلامت مطلوبتردارد. به عبارت دیگر، بیشتر بودن تعداد سلولهای بنیادین در جریان خون به معنای وجود سلولهای بنیادین بیشتر برای انتقال به اعضاء و بافتهایی است که به کمک نیازمندند.

.این متن استخراج شده از تحقیق دکتر کریستین دراپا کاشف درمان از طریق سلول های بنیادی است
برای مطالعه این تحقیق همراه با ذکر تمامی منابع و مآخذ اینجا کلیک کنید
US 20130108587 A1 : شماره ثبت این کشف در اداره ثبت اختراع و نشان تجاری ایالات متحده آمریکا

گواهی ثبت اکتشاف در مکزیک

درمان

گواهی ثبت اکتشاف در آمریکا

درمان