موفقيت پژوهشگران ايراني در توليد سلول رگ‌زا روشي‌ جديد براي‌‌ درمان ‌نارسايي ‌در خون‌رساني‌

واضح آرشیو وب فارسی:جام جم آنلاین: موفقيت پژوهشگران ايراني در توليد سلول رگ‌زا روشي‌ جديد براي‌‌ درمان ‌نارسايي ‌در خون‌رساني‌
جام جم آنلاين: آسيب‌هاي وارد شده به شبكه خون‌رساني بدن در بيماري‌هايي مانند سوختگي و نارسايي قلبي مي‌تواند مشكلات بسيار زيادي را براي اين گروه از بيماران در پي داشته باشد كه باعث طولاني ‌شدن دوره درمان خواهد شد. اين در حالي است كه تبديل سلول‌هاي بنيادي به سلول‌هاي رگ‌زا مي‌تواند در تسريع درمان بيماران نقش موثري داشته باشد و عوارض به وجود آمده در حين دوره درمان را براي بيماران به حداقل برساند.

با توجه به اهميت اين موضوع در درمان نارسايي‌هاي خوني، پژوهشگران كشور در طرح جديدي كه با همكاري استادان دانشگاه تربيت مدرس انجام شده است، موفق به جداسازي سلول‌هاي بنيادي مغز استخوان و تبديل آن به سلول‌هاي رگ‌زا شده‌اند كه روشي جديد براي توليد سلول‌هاي رگ‌زاست كه سبب افزايش ماندگاري آنها خواهد شد.

از اين طرح چندين مقاله علمي داخلي و خارجي تدوين شده و بخشي از آن نيز به عنوان اختراع به ثبت رسيده است. با دكتر مريم جزايري، مجري اين طرح در اين باره به گفتگو نشسته‌ايم.

اهميت توليد سلول‌هاي رگ‌زا در بدن چيست و آيا عدم توليد سلول‌ رگ‌زا مي تواند زمينه‌ساز ابتلا به بيماري‌هاي مختلف باشد؟

رگ‌زايي يا آنژيوژنز در حقيقت رشد عروق خوني جديد است كه براي رشد و نمو جنين، اندام‌زايي، ترميم زخم، چرخه توليدمثل مونث و همچنين تومورزايي ضروري خواهد بود. براساس بررسي‌هاي انجام شده، فاكتورهاي رشد آندوتليال عروقي كه در فرآيند رگ‌زايي نقش موثري دارند، تنظيم‌كننده اصلي رگ‌زايي در بدن هستند.

تغييرات غيرطبيعي ايجاد شده در ساختار عروق مي‌تواند ناشي از بيماري‌هاي موروثي باشد. علاوه بر اين رشد نامناسب و غيرطبيعي رگ‌ها نه‌تنها باعث ايسكمي قلبي و مغزي مي‌شود، بلكه به تخريب سلول‌هاي عصبي، افزايش فشار خون، مسموميت حاملگي (پرده اكلامسي)‌، زجر يا ديستيرس تنفسي، پوكي استخوان، فيبروز كبدي و ريوي و همچنين اختلالات ديگر منجر خواهد شد.

چه عواملي سبب ايجاد اختلال در رگ‌زايي و نارسايي‌هاي خوني مي‌شوند؟

عدم تعادل بين عوامل تحريك‌كننده و مهاركننده رگ‌زايي به اختلالات پاتولوژيكي در بدن منجر شده و در عملكرد طبيعي بدن اختلال ايجاد مي‌كند. پاسخ‌هاي آنژيوژنيك مي‌توانند به صورت فيزيولوژيكي مانند ترميم زخم يا به صورت بيماري‌زايي مانند رشد تومورها باشند.

شواهد به دست آمده نشان مي‌دهد كه پيش‌سازهاي سلول‌هاي آندوتليال عروقي يا سلول‌هاي رگ‌زا در رشد عروق جنين و همچنين در بافت‌هاي دچار كمبود يا نارسايي‌خوني در فرد بالغ نقش بسيار مهمي دارند و طي فرآيندي به نام رگ‌زايي درماني مي‌تواند رشد رگ‌ها را در بافت‌هايي كه با كمبود اكسيژن مواجه شده‌اند، تحريك كرد.

معمولا كدام گروه از سلول‌هاي بدن در فرآيند رگ‌زايي نقش دارند؟ و آيا در اين طرح نيز از فرآيندي مشابه فرآيند طبيعي رگ‌زايي در بدن استفاده شده است؟

به سلول‌هايي كه در فرآيند رگ‌زايي دخالت دارند، سلول‌هاي آندوتليال گفته مي‌شود. در اين تحقيق از سلول‌هاي بنيادي فرانشيمي مغز استخوان انسان براي تمايز تا تبديل به سلول‌هاي آندوتليال يا رگ‌زا استفاده شد.

سلول‌هاي بنيادي فرانشيمي توانايي تبديل به برخي ديگر از سلول‌ها نظير سلول‌هاي چربي، استخوان و كبدي را دارند. به همين دليل ابتدا سلول‌هاي بنيادي فرانشيمي از مغز استخوان افراد سالم جداسازي شده و در شرايط آزمايشگاهي مناسب كشت داده شدند و سپس بهينه‌سازي شرايط كشت سلول براي تمايز سلول‌هاي بنيادي فرانشيمي به سلول‌هاي رگ‌زا انجام شد.

براي توليد سلول رگ‌زا در اين طرح تحقيقاتي از چه روشي استفاده شده است؟

اين تحقيق با همكاري استادان گروه بيوشيمي و خون‌شناسي دانشگاه تربيت مدرس آقايان دكتر عبدالامير علامه و دكتر مسعود سليماني انجام شده است. سلو‌ل‌ها در شرايط بهينه شده به دست آمده شامل محيط كشت اختصاصي، فاكتورهاي القاگر مانند فاكتور رشد آندوتليال عروقي (VEGF) و فاكتور رشد شبه انسولين(1 - IGF) به مدت 5 روز كشت داده شدند.

در مرحله بعد سلول‌هاي القا شده براي تشكيل شبكه مويرگي روي ژل ماتريكس خارج سلولي به مدت 7 روز كشت داده شدند و تشكيل شبكه مويرگي از سلول‌هاي آندوتليال تمايز يافته در روز دوازدهم مشاهده شد.

براي بررسي عملكرد سلول‌هاي رگ‌زا از روش‌هاي مختلف مانند شناخت واكنش‌هاي شيميايي و پديده‌هاي ديگر وابسته به ايمني، فلوستيومتري و روش مولكولي واكنش زنجيرهاي پلي‌مراز معكوس به منظور شناسايي شاخص ‌هاي اختصاصي سلول آندوتليال،‌ مانند گيرنده‌‌هاي ويژه آندوتليال استفاده شده و تغييرات فراساختاري سلول‌ها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني بوضوح مورد بررسي قرار گرفت كه در نهايت اندامك‌هاي اختصاصي سلول‌هاي رگ‌زا در آنها ديده شد.

آيا سلول‌هاي توليد شده از نظر عملكرد نيز بررسي شده‌اند؟

براي بررسي عملكردي بودن سلول‌هاي آندوتليال توليد شده آزمايش‌هايي در محيط invivo يعني در داخل بدن موجود زنده انجام شد. به اين ترتيب سلول‌هاي آندوتليال تمايز يافته به بافت زير جلدي موش تزريق شده و پس از يك ماه تشكيل عروق جديد از اين سلول ها مشاهده شد كه اين بخش از طرح تحقيقاتي در بخش آزمايشگاه حيوانات بيمارستان امام خميني و با همكاري آقاي دكتر امانپور انجام شد.

آيا سلول‌هاي رگ‌زاي تمايز يافته از سلول‌هاي بنيادي مغزاستخوان از توانايي تشكيل شبكه‌هاي مويرگي نيز برخوردارند؟

نتايج به دست آمده حاكي است كه سلول هاي بنيادي فرانشيمي مغز استخوان قابليت تمايز يا تبديل به سلول‌هاي رگ‌زا را دارند و سلول‌هاي آندوتليال تمايز يافته نه‌تنها داراي مولكول‌‌ها و شاخص‌هاي اختصاصي سلول آندوتليال هستند،‌ بلكه اندامك‌هاي اختصاصي آن را نيز دارند بنابراين سلول‌هاي توليد ‌شده مشابه سلول‌هاي آندوتليال عروقي هستند و اين سلول‌ها توانايي ايجاد شبكه مويرگي را در شرايط آزمايشگاهي روي ژل ماتريكس خارج سلولي و درشرايط محيط داخل بدن در پوست موش را دارند.

باتوجه به آنچه گفته شد، مي‌توان به اين نتيجه رسيد كه سلول‌هاي رگ‌زاي به دست آمده در هر دو صورت از توانايي القاي رگ‌زايي برخوردارند. ويژگي‌هاي بيوشيميايي و مورفوژيكي سلول‌هاي رگ‌زاي تمايز يافته از سلول‌ هاي بنيادين فرانشيمي در ارتباط با خصوصيات فراساختاري سلول‌هايي است كه توانايي تشكيل شبكه‌هاي مويرگي را دارند.

براساس تحقيقات انجام شده، سلول‌هاي بنيادي فرانشيمي مغز استخوان مي‌‌توانند به عنوان يك منبع طبيعي و جايگزين براي تمايز به سلول‌هاي آندوتليال براي درمان برخي بيماري‌ها مانند نارسايي‌هاي قلبي و عروقي،‌ سوختگي و ساير بيماري‌هايي كه در آنها كمبود يا فقدان رگ‌زايي ديده مي‌شود، مورد استفاده قرار گيرند.

وجه تمايز اين روش در مقايسه با روش‌هاي ديگري كه پيش از اين براي درمان نارسايي‌هاي خوني مورد استفاده قرار مي‌گرفته است، در چيست؟

نوآوري اين طرح استفاده از روش جديدي براي توليد سلول‌هاي رگ‌زاست كه سبب افزايش ماندگاري آنها مي‌شود. از ديگر ويژگي‌هاي مهم اين طرح مي‌توان به توانايي تمايز سلول‌هاي بنيادي فرانشيمي مغز استخوان انسان به سلول‌هاي آندوتليال و... تشكيل شكبه مويرگي يا به عبارت ديگر القاي رگ‌زايي اشاره كرد.

اين سلول‌ها علاوه بر داشتن ويژگي منحصر به فرد در بيان نشانگرهاي اختصاصي سلول‌هاي رگ‌زا، داراي اندامك‌هاي اختصاصي هستند. همچنين تمايز سلول‌هاي بنيادي مغز استخوان نشان دهنده نقش موثر فاكتورهاي رشد سلول‌هاي رگ‌زا و فاكتور رشد شبه انسولين در تمايز، بقا و مهاجرت سلول‌هاي رگ‌زا و تشكيل شبكه مويرگي است كه مي‌توان از آن در درمان بيماري‌هايي كه به علت ايجاد اختلال در سلول‌هاي رگ‌زا سبب نارسايي خوني مي‌شوند، استفاده كرد.

آيا نتايج به ‌دست آمده در اين طرح تحقيقاتي در بدن انسان نيز مي‌تواند از عملكرد مشابهي برخوردار باشد؟

نتايج به‌دست آمده از اين طرح نشان داده است كه سلول‌هاي رگ‌زاي تمايز يافته از سلول‌هاي بنيادي فرانشيمي مغز استخوان انسان‌ها نه‌تنها نشانگرهاي اختصاصي آندوتليال را بيان مي‌كنند، بلكه داراي اندامك‌هاي اختصاصي نيز هستند. بنابراين سلول‌هاي تمايز يافته مشابه سلول‌هاي آندوتليال عروقي هستند و به همين دليل به آنها سلول‌هاي شبه‌آندوتليال نيز گفته مي‌شود.

مطالعات ما نشان مي‌دهد كه استفاده از فاكتور رشد شبه‌انسولين در فرآيند تمايز سلول‌هاي بنيادي فرانشيمي به سلول‌هاي رگ‌زا، بيان پروتئين‌هاي نشانگر را در سلول‌هاي تمايز يافته در مقايسه با سلول‌هاي بنيادي تمايز نيافته افزايش داده و سبب افزايش توانايي مهاجرت اين سلول‌ها مي‌شود.

جالب است كه بدانيد كه قابليت سلول‌هاي آندوتليال تمايز يافته در تشكيل شبكه مويرگي در محيط داخل بدن موجودات زنده در مقايسه با شرايط آزمايشگاهي به مراتب بيشتر است و مي‌توان گفت كه استفاده از فاكتورهاي القا‌گر مي‌تواند نقش بسيار مهمي در تمايز و مهاجرت سلول‌هاي رگ‌زا و ايجاد شبكه‌هاي مويرگي داشته باشد و خصوصايت سلول‌هاي تمايز يافته ناشي از ويژگي‌هاي فراساختاري سلول‌هايي است كه از توانايي تشكيل شبكه‌هاي مويرگي برخوردارند.

چرا براي توليد سلول‌هاي رگ‌زا از سلول‌هاي بنيادي مغز استخوان استفاده شد؟

مغز استخوان داراي دو گروه مشخص از سلول‌هاي بنيادي است. سلول‌هاي بنيادي خون‌ساز كه سلول‌هاي خوني مختلف را ايجاد مي‌كنند همچنين سلول‌هاي بنيادي غيرخون‌ساز كه استروماي مغز استخوان را تشكيل مي‌دهند و به ساختمان و عملكرد فرآيند خون‌‌سازي در بدن كمك مي‌كنند. سلول‌هاي استروماي مغز استخوان با ترشح فاكتورهاي رشد و ايجاد تماس سلول به سلول از فرآيند خون‌سازي و تمايز سلول‌‌‌ها نيز حمايت مي‌كنند.

سلول‌هاي بنيادي غيرخون‌ساز استروماي مغز استخوان كه به انواع رده‌هاي سلولي با منشا مزودرمي تمايز پيدا مي‌كنند، سلول‌هاي بنيادي فرانشيمي ناميده مي‌شوند. اين سلول‌ها‌ مانند ديگر سلول‌هاي بنيادي توانايي نوسازي و تمايز دارند و با بافت‌هاي مختلف فرانشيمي مانند استخوان، غضروف، چربي و ماهيچه تمايز پيدا مي‌كنند.

ما نيز با توجه به ويژگي‌هاي منحصر به فرد اين سلول‌ها در اين طرح براي ترميم سلول‌هاي رگ‌زا از سلول‌هاي بنيادي مغز استخوان استفاده كرديم كه خوشبختانه به نتايج موفقيت‌آميزي در شرايط آزمايشگاهي و همچنين آزمايش‌هاي انجام شده در مدل حيواني دست يافتيم. با تكميل آزمون‌هاي حيواني مي‌توان انتظار داشت كه از چنين روشي بتوان در درمان نارسايي‌هاي خوني استفاده كرد.

فناوري سلول‌هاي بنيادي

سلول‌هاي بنيادي توانايي بالقوه‌اي براي تبديل شدن به انواع سلول‌هاي تمايز يافته بدن را دارند. اين سلول‌ها به عنوان نوعي سيستم ترميمي در بدن عمل مي‌كنند. اين سلول‌ها مي‌توانند با وجود هرگونه محدوديتي تقسيم شوند. هر سلول جديد حاصل از تقسيم سلول‌هاي بنيادي، توانايي باقي ماندن به صورت يك سلول بنيادي را داشته و مي‌تواند به سلول‌هاي اختصاصي ديگر مانند سلول عضلاني، سلول‌خوني يا سلول عصبي تبديل شود.

دسترسي انسان‌ها به فناوري تكثير سلول‌هاي بنيادي و استفاده از آنها براي توليد ديگر سلول‌هاي بدن، از مباحث نوين در علوم پزشكي و زيستي است كه در درمان بيماري‌ها تحولات شگفت‌انگيزي را به وجود آورده است. تلاش براي استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنيني از 20 سال پيش با انجام مطالعاتي روي موش‌ها آغاز و در اين سال‌ها آزمايش‌ها و تحقيقات بسيار زيادي در اين زمينه انجام شده كه با موقعيت‌هاي چشمگيري مواجه بوده است.

فرانك فراهاني جم‌
دوشنبه 25 شهريور 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: جام جم آنلاین]

[مشاهده در: www.jamejamonline.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 381]