معجزه ای به نام سلول بنیادی

به گزارش روابط عمومی جهاددانشگاهی به نقل از سیناپرس، دکتر حسین بهاروند رییس پژوهشکده زیست فناوری و سلول های بنیادی پژوهشگاه رویان در این خصوص گفت: سلول های بنیادی یا استم سل (Stem Cell)، سلول هایی هستند که دو مشخصه مهم دارند. نخست اینکه در حین حفظ پتانسیل تکوینی، تکثیر پیدا می کنند یا به عبارت دیگر خاصیت خودنوزایی دارند. دوم آنکه قادر به ساخت سلول های دیگر هستند.

وی به منابع سلول‌های بنیادی اشاره کرد و افزود: در حال حاضر سلول های بنیادی دو منبع مهم دارند. اولین منبع آنها خاص بافت هاست(سلول‌های بنیادی بافتی) مانند سلول های بنیادی که در دستگاه گوارش وجود دارد که هر پنج روز از بلع تا مخرج، نوزایی سلول ها را انجام می دهند یا سلول های بنیادی که زیر لایه پوستی ( سلول های بنیادی پوستی) هستند و تقریبا هر هفت روز از فرق سر تا نوک پا را بازسازی می کنند یا سلول های بنیادی که واقع در مغز استخوان قرار دارند و هر ثانیه میلیون ها میلیون سلول خونی و پلاکت را می سازند.

این عضوهیات علمی پژوهشگاه رویان بیان کرد: یکی از مشکل‌های سلول‌های بنیادی، تعداد کم آنها در بافت هاست. به عنوان مثال از هر 10 هزار تک هسته ای واقع در مغز استخوان یک سلول بنیادی مزانشیمی است. البته این تعداد سلول نسبت به سلول های بنیادی موجود خیلی زیاد است.

این عضو هیات علمی دانشگاه علم و فرهنگ ادامه داد: گفته می‌شود ما در ریه، کبد، بافت های مختلف، سلول های بنیادی خاص آن بافت را داریم. گاهی این دسته از سلول ها، سلول های بنیادی بزرگسالی نیز نامیده می شود. این سلول های بافتی به دلیل اینکه انواع سلول هایی که می سازند خیلی محدود است به آنها مولتی پوتنت( Multipotent ) نیز می گویند یعنی می توانند چند دسته سلول را بسازند. به عنوان مثال سلول های مزانشیمی واقع در مغز استخوان می توانند سلول های غضروفی، استخوانی و چربی بسازند یا سلول های بنیادی خون ساز واقع در مغز استخوان می توانند سلول های خون ساز را بسازند.

وی اظهارداشت: دسته دیگر سلول های بنیادی آنهایی هستند که از رویان(Embryo) گرفته می شود. مفهوم این کلمه در زبان فارسی جنین نیز نامیده می شود. کلمه دیگری با نام فتوس Fetus نیز جنین نامیده می شود. منتها در دنیای علمی کلمه فتوس را پس از سه ماهگی به بعد، زمانی که جنین شکل گرفته می شود، بکار می برند. پیش از آن یعنی از زمان لقاح تا سه ماهگی را رویان می نامند؛ در واقع ما دسته ای سلول های بنیادی داریم که از جنین یا رویان قبل از لانه گزینی گرفته می شوند. به این دسته از سلول ها، سلول های بنیادی رویانی گفته می شود. این سلول ها این قابلیت را دارند که می توان هر سلولی را از آنها ساخت.

روش‌های تولید سلول‌های بنیادی

بهاروند به روش‌های تولید سلول‌های بنیادی اشاره کرد و گفت: یک سلول به دو روش ساخته می شود. روش نخست اینکه، خود به خود به این سلول ها اجازه تمایز بدهیم بنابراین می توانند انواع سلول ها را بسازند. روش دیگر، زمانی است که ما هدفمند این سلول ها را تمایز می دهیم به شرط اینکه علم این موضوع را داشته باشیم. این علم از درس هایی که ما از دنیای جانوری گرفته ایم مانند قورباغه، پرندگان و ... بدست می آید. ما می توانیم این درس ها را بگیریم و حتی در رابطه با یک سلول بنیادی رویانی موشی یا انسانی پیاده اش کنیم زیرا معمولا بیشتر صفاتی که ابتدایی هستند در بین جانوران مشترکند. به عبارت دیگر اگر در دنیای دوزیست ها وقتی مشاهده کنیم که مهار مسیر پیام رسانی سلولی bmp موجب عصب زایی می شود، این اتفاق می تواند با شدت یا ضعف بیشتری حتی در دنیای انسانی نیز صادق باشد.

رییس پژوهشکده زیست فناوری و سلول های بنیادی پژوهشگاه رویان خاطرنشان کرد: از آنجایی که این سلول ها می توانند انواع مختلف سلول‌ها را بسازند، به آنها سلول های بنیادی پر توان نیز گفته می شود. این سلول ها به قدری پر توان هستند که می توانند تحت شرایط خاص یک جانور کامل را بسازند. مثلا در دنیای جانوری می توان تحت شرایط خاص از آنها موش ساخت ولی در دنیای انسانی تاکنون تولید یک انسان کامل از این سلول‌ها گزارش نشده است.

به گفته وی دسته دیگر سلول های بنیادی پرتوانی هستند که مصنوعی ساخته می شوند. این سلول ها حاصل باز برنامه ریزی هستند یعنی می توان سلول های سوماتیک یا بدنی را به دوران جنینی بازگرداند. پرفسور شینیا یاماناکا نخستین کسی بود که سال2006 کار شبیه ساز بنیادی رویانی را در دنیای موشی انجام داد. او در این پژوهش 4ژن را بکار برد. او با بکار بردن این چهار ژن در کنار یکدیگر توانست سلول های فیبروبلاست را به دوران جنینی بازگرداند. او سال بعد این کار را در دنیای انسانی به انجام رساند و نام این سلول ها را سلول های پرتوان القایی یا iPS نام گذاشت. او سال 2012 با کاری مشترک با جان گوردون( یکی از  دانشمندانی که حدود 60 سال پیش کار شبیه سازی را انجام داده بود) در سلول های اپیتلیال روده قورباغه، تخمک بدون هسته قورباغه تزریق و جنین قورباغه را به وجود آوردند و توانستند جایزه نوبل را از آن خود کنند.

این عضوهیات علمی پژوهشگاه رویان بیان کرد: در سال 1998 تولید سلول های بنیادی رویان انسانی توسط جیمز تامسون از دانشگاه ویسکانسین گزارش شده است. تولید سلول های پرتوان القایی ابتدا با دست ورزی های ژنتیکی امکان پذیر بود. بعدها تولید سلول های پرتوان القایی بدون دستکاری ژنتیکی با کمک روش های دیگری مانند Non-Integrative صورت گرفت. امروزه دانشمندان به دنبال این هستند تا دریابند که آیا می‌توان با استفاده از مواد شیمیایی، سلول های سوماتیک را به دوران جنینی بازگرداند و آن را تبدیل به سلول های پرتوان القایی کرد؟

 سلول های بنیادی می توانند انواع مختلف سلول‌ها را بسازند، به آنها سلول های بنیادی پر توان نیز گفته می شود. این سلول ها به قدری پر توان هستند که می توانند تحت شرایط خاص یک جانور کامل را بسازند. مثلا در دنیای جانوری می توان تحت شرایط خاص از آنها موش ساخت ولی در دنیای انسانی تاکنون تولید یک انسان کامل از این سلول‌ها گزارش نشده است.

وی گفت: روش سوم تولید سلول های بنیادی، استفاده از سلول های سوماتیک تمایز یافته است. یک سلول سوماتیک تمایز یافته می تواند منبع یک سلول بنیادی چند توان باشد. برای مثال سلول فیبروبلاست پوست را به جایی اینکه به دوران جنینی برگردانیم می توانیم به سلول های بنیادی پر توان تبدیل کنیم. این یک نوع کیمیاگری است. فقط کیمیاگران کیمیاگری نمی کنند. بلکه زیست شناسان نیز می توانند کیمیاگری کنند. وقتی زیست شناسان بتوانند سلول پوست را تبدیل به سلول قلبی یا عصبی کنند، کیمیاگری انجام می دهد. به عنوان مثال ما در سال 2016 یک ژنی به نام  Zfp521 معرفی کردیم. با این ژن نه تنها توانستیم سلول های پوست موش بلکه سلول های آدمی را نیز در محیط آزمایشگاهی به سلول های بنیادی عصبی تبدیل کنیم. خاصیت سلول های عصبی این است که می توان از آنها سلول های عصبی یا سلول‌های الیگودندروسیت ساخت.

دسته دیگر از سلول های بنیادی که معروف ترین آنها سلول های بنیادی واقع در بیضه هستند که تک توان بوده و به صورت طبیعی فقط می توانند اسپرم بسازند و مورد دیگری از آن تاکنون گزارش نشده است. بنابراین بحث سلول های بنیادی را می‌توان یک انقلاب در دنیای زیست شناسی پزشکی بدانیم.

اهمیت سلول‌های بنیادی

بهاروند به اهمیت و کاربرد سلول های بنیادی اشاره کرد و گفت: شاید زیست شناسان علاقمند باشند که بدانند سلول های قلبی یا عصبی چگونه تکوین پیدا می کنند؟ ما نمی توانیم جنین را از رحم آدم بیرون بکشیم که ببینیم مغزش چگونه تکوین پیدا می کند. سلول عصبی یا قلبی او چگونه به وجود می آید. این سلول ها یک ابزاری در اختیار ما قرار می دهند تا بتوانیم به آفرینش و لطف پروردگار نگاه کنیم. این یکی از کاربردهای خیلی ابتدایی سلول های بنیادی است.

این عضو هیات علمی دانشگاه علم و فرهنگ اظهارداشت: دوم اینکه این سلول ها در توسعه داروسازی و شناخت داروهای جدید به ما کمک می کنند. ما یک سلول قلبی یا عصبی می سازیم اما باید داروها را نیز به روی آنها امتحان کنیم. در حال حاضر یکی از بزرگترین کاربردهای این سلول‌ها این است که دریابیم کدام داروها سمی هستند.

وی خاطرنشان کرد: سومین کاربرد این سلول ها در بحث پزشکی بازساختی است. هم اکنون در این بحث ما در دوران طفولیت بسر می بریم. هنوز ما خیلی از چیزها را نمی دانیم و سوال هایی کلی زیادی وجود دارد که هنوز پاسخی برای آنها نداریم. مثلا با این قبیل سوال ها مواجه ایم که آیا برای درمان خیلی از بیماری ها می توانیم یک سلول یا انواعی از سلول ها را بکار ببریم؟ برای هر بیماری چه نوع سلول بنیادی و چه تعداد را باید بکار ببریم؟ آیا سلول را برهنه بکارببریم یا داخل یک چارچوبی بگذاریم و مهندسی اش کنیم؟ آیا این سلول را باید در تلفیق سلول های دیگر بکار ببریم یا خیر؟ از چه مسیری سلول را باید داخل بدن جای گذاری کنیم؟