سلول‌های بنیادی چیست؟

با سلول‌های بنیادی آشنا شوید

سلول‌های بنیادی گروهی از سلول‌های ویژه بدن هستند که می‌توانند خودسازی و خودترمیمی کنند. امروزه تحقیقات زیادی در زمینه به‌کارگیری سلول‌های بنیادی صورت گرفته است. دانشمندان قصد دارند تا با به‌کارگیری سلول‌های بنیادی بسیاری از امراض و بیماری‌ها را درمان کنند، به ویژه بیماری‌های صعب‌العلاجی که تا کنون درمانی برای آن‌ها ارائه نشده است. امروزه در برخی بیمارستان‌ها موقع زایمان به والدین کودک پیشنهاد می‌شود تا سلول‌های بنیادی جفت را به خزانه ژنتیکی کشور بسپارند تا در بزرگسالی برای درمان بیماری‌های فرد مورد استفاده قرار گیرد. البته این کار بسیار هزینه‌بر است. در این مقاله با زبانی ساده به معرفی سلول‌های بنیادی خواهیم پرداخت. با تیم پینو بی‌بی همراه باشید.  

سلول‌های بنیادی چیست؟

رویکرد انسان معاصر رجوع به ابتدا و بنیاد هر چیزی می‌باشد. این رویکرد از این اندیشه ناشی می‌شود که هر چیزی را باید از ریشه و بنیاد درمان و اصلاح کرد. از این رو محققین در حوزه سلامت رویکرد خود را به سمت مراحل آغازین زمان تولد انسان جلب نمودند. حیات انسان وابسته به عملکرد درست تک‌تک سلول‌های بدن است. سلول‌های بدن حاوی ماده وراثتی هستند که از آن به عنوان ژن نام برده می‌شود. ژن‌ها یا ژنوم مسئول تمایز بخشیدن به سلول‌های مختلف هستند. به زبان ساده بدن هر فرد از میلیون‌ها سلول ساخته شده است که از یک توده سلولی متمایز و تکامل‌ یافته‌اند.

در دوره جنینی و بعد از انجام عمل لقاح در رحم مادر یک سلول به وجود می‌آید که به آن زیگوت گفته می‌شود. سلول زیگوت ۲۴ ساعت پس از انجام لقاح شروع به تقسیم می‌کند و توده سلولی را تشکیل می‌دهد. به این توده سلولی بلاستوسیت می‌گویند. بلاستوسیت در دیواره رحم لانه‌گزینی می‌کند و در دیواره رحم جای می‌گیرد. طی تقسیم‌های مکرر جنین شکل می‌گیرد. گرچه تمام بدن انسان از تقسیم یک سلول (زیگوت) تشکیل می‌شود اما در مراحل بعدی هر کدام شکل و کاربرد مخصوص خود را پیدا می‌کنند و در اصطلاح تخصصی می‌شوند. برخی از این سلول‌های دوران جنینی، را سلول‌های بنیادی می‌گویند. همانطور که از اسمشان مشخص هست این سلول‌ها بنیاد و پایه اصلی ایجاد ساختار بدن هستند. این سلول‌ها، یاخته‌هایی با توانایی تقسیم بالا هستند که هنوز تقسیم نشده‌اند. این سلول‌ها مسئول شکل‌گیری و ساخت کلیه ارگان‌های بدن یک فرد هستند.

سلول‌های بنیادی در واقع مادر تمام سلول‌های بدن هستند و این سلول‌ها توانایی تبدیل شدن به همه انواع سلول تخصصی و سلول‌های بدنی (سوماتیک) را دارند. اهمیت این سلول‌ها این است که هرگز تخصصی نمی‌شوند زیرا سلول‌های بدن بعد از تخصصی شدن دیگر قادر به بازسازی و حفظ حالت بنیادی نیستند. بدین مفهوم که دیگر قادر به تقسیم شدن نیستند و نمی‌توانند همانندسازی کنند و سلول‌های مشابه خودرا پدید آورند. اگر این سلول‌های تخصصی شروع به تقسیم کنند باعث بروز مشکلاتی خواهند شد برای مثال باعث بروز انواع سرطان می‌شوند. در واقع علت اصلی سرطان تقسیم سلول‌های تمایزیافته و تخصصی نسوج بدن است. خالق بزرگ و توانا برای جلوگیری از بروز چنین مشکلی برنامه‌ای را در ژنوم هر سلول قرار داده است تا مشخص شود که کدام سلول‌ها باید تخصص پیدا کنند و متمایز شوند و کدام سلول‌ها باید حالت بنیادی خود را حفظ نمایند. لذا سلول‌های بنیادی در حیات فرد بسیار مهم و ارزشمند خواهند بود که در ادامه به بررسی این موضوع خواهیم پرداخت.

دو ویژگی شاخص که سلول‌های بنیادی را منحصربه‌فرد کرده است:

قابلیت خود نوسازی

قابلیت تمایز

البته بحث سلول‌های بنیادی بسیار تخصصی است و ویژگی‌های مولکولی بسیار خاص خود را دارند. ما در این مقاله به زبانی ساده و قابل درک برای همه افراد به بررسی و معرفی این سلول‌ها خواهیم پرداخت.

چند نوع سلول بنیادی وجود دارد؟

به طورکلی سلول‌های بنیادی را از حیث ویژگی و خصوصیات می‌توان به ۳ دسته مختلف تقسیم‌بندی کرد:

1. سلول‌های بنیادی جنینی: از توده سلولی جنین ۱۴ تا ۱۶ روزه گرفته می‌شود. سلول‌های بنیادی جنینی قادر هستند که تکثیر و تمایز پیدا کنند و تمام سلول‌ها، بافت‌ها و ارگان‌های بدن یک فرد را بسازند.
2. سلول‌های بنیادی بالغ: سلول‌هایی هستند که پس از تولد از بافت‌های مختلف جدا می‌شوند و برای انجام یک وظیفه مشخص در بدن فرد بالغ، تمایز و تکامل می‌یابند.
3. سلول‌های بنیادی خون بند ناف: همانطور که از نامشان پیداست از بند ناف جدا می‌شوند. این سلول‌ها قابلیت ساخت گلبول قرمز، گلبول سفید و پلاکت را دارند.

سلول‌های بنیادی بر اساس میزان توانایی تمایزی که دارند به ۴ دسته تقسیم می‌شوند:

1. تک توان: به سلول‌هایی گفته می‌شوند که فقط توانایی تمایز به یک نوع سلول را دارند.
2. چند توان: این سلول‌ها توانایی تبدیل و تمایز به سلول‌های مختلف یک بافت را دارند. مانند سلول‌های بنیادی مغز استخوان که توانایی ساخت انواع سلول‌های خونی مانند گلبول سفید و قرمز، لنفوسیت‌ها و پلاکت‌ها را دارند.
3. پرتوان: این نوع سلول‌هایی بنیادی می‌توانند سلول‌های چندین بافت را بسازند. مثل سلول‌های بنیادی اکتودرمی که پیش‌ساز سلول‌های پوست و سلول‌های دستگاه عصبی هستند.
4. همه توان: سلول‌های بنیادی هستند که می‌توانند تمام بافت‌های بدن را بسازند. سلول‌های جنین در حالت تقسیم ۸ یاخته‌ای چنین قابلیت دارند.

اهمیت سلول‌های بنیادی و کاربرد آن‌ها

با توجه به مطالبی که پیشتر گفته شد اهمیت سلول‌های بنیادی غیرقابل کتمان است. با یک مثال ساده به تشریح اهمیت سلول‌های بنیادی می‌پردازیم. فرض کنید کودکی در اثر حادثه آتش‌سوزی دچار نقض عضو شده است؛ اگر قرار بود که هر فرد یک بار در طول زندگی به تکامل می‌رسید و دیگر امکان بازگشت جسم فرد وجود نداشت؛ یا بهتر بگوییم بدن فرد امکان بازسازی را نداشت اثرات یک سوختگی ساده تا اخر عمر در بدن کودک باقی می‌ماند و با او همراه ‌بود. تصور کنید این آثار سوختگی تا چه حد می‌توانست روی زندگی کودک تاثیر بگذارد و چه مشکلات ذهنی و روانی را برای کودک و خانواده او به همراه داشت. حال با وجود سلول‌هایی که می‌توانند دوباره بنیانگذار سلول‌های جدید باشند و ساخت بافت‌های تازه‌ای در بدن بر عهده بگیرند چه حجمی از این مشکلات کم خواهد شد. سلول‌های بنیادی در واقع به نوعی کارخانه‌ای برای تولید قطعات یدکی بدن انسان هستند. با این مثال ساده ارزش و اهمیت این سلول‌ها بیشتر برای شما محرز شد. در تمام موجودات عالی از گیاهان و حیوانات تا انسان (به عنوان یک موجود متکامل) این سلول‌ها در واقع به بقای نسل و بقای خود فرد کمک می‌کنند. با وجود پیشرفت‌های بشر هنوز این دانش بهره‌گیری از سلول‌های بنیادی نوپا می‌باشد. امروزه بیماری‌های بسیاری با کمک سلول‌های بنیادی درمان می‌شوند و حتی کیفیت زندگی در خیلی از موارد برای افراد به نحوه مطلوبی افزایش یافته است.

فناوری سلول‌های بنیادی علاوه بر به‌کارگیری این سلول‌ها جهت درمان بیماری‌ها، ترمیم و نوسازی بافت‌ها، در سال‌های گذشته روی سنتز این یاخته‌ها نیز متمرکز شده ‌است. جایزه نوبل پزشکی در سال ۲۰۱۲ میلادی به‌خاطر کشف روشی برای بازسازی یاخته‌های بنیادی از یاخته‌های تمایز یافته، به صورت اشتراکی به جان بی.گوردون و شینیا یاماناکا اعطا شد.

در ادامه چند نمونه از بیماری‌ها که سلول‌های بنیادی در بهبود آن‌ها موثر بوده‌اند را بررسی می‌کنیم و عملکرد و کارایی آن عضو یا سلول‌ها تحت‌تاثیر آن بیماری را مورد ارزیابی قرار می‌دهیم.

در بیماری‌های که در آن‌ها سلول‌ها تخریب می‌شوند و در اصلاح سلول‌ها دچار خودمرگی شده‌اند و یا در اثر حمله دستگاه ایمنی بخشی از سلول‌های خود بدن از بین رفته‌اند، استفاده از سلول‌های بنیادی افق تازه‌ای در بخش درمان و بهداشت ایجاد کرده است.

پارکینسون

در بیماری پارکینسون نورون‌های (سلول‌های عصبی) که مسئول ساخت دوپامین می‌باشند از بین می‌روند. با جایگزین کردن سلول‌های تازه در این بخش می‌توان به درمان این بیماری کمک کرد. اما مشکل اینجاست که سلول‌های عصبی به شدت تخصصی هستند و قابیلت تقسیم شدن و تولید سلول‌های جدید را ندارند. برای حل این مشکل محققان سلول‌های بنیادی فرد را در محیط کشت و خارح از بدن کشت داده و سلول‌های بنیادی مزبور را به نورون‌های تولیدکننده دوپامین تبدیل می‌کنند. در نهایت این نورون‌ها را جایگزین سلول‌های عصبی آسیب دیده در آن بخش از مغز که مسئول سنتز دوپامین است قرار می‌دهند. این روش بسیار نوظهور و نوپا است و احتمال موفقیت درمان هنوز صد در صد نیست.

دیابت

دو نوع دیابت وجود دارد نوع یک و نوع دو. دیابت نوع دو به سبک زندگی فرد وابسته است اما در دیابت نوع یک سلول‌های موسوم به بتاβ در پانکراس که مسئول سنتز انسولین هستند مورد حمله دستگاه ایمنی بدن قرار می‌گیرند و در نتیجه سلول‌های ترشح کننده انسولین از بین می‌روند. در چنین شرایطی فرد وابسته به تزریق انسولین خواهد بود و در صورت تزریق دوز اشتباه و یا عدم تزریق حیات فرد به خطر می‌افتد. با بازسازی این سلول‌ها و جایگزین کردن آن‌ها با سلول‌های معیوب و مخرب در جزایر لانگرهانس پانکراس مشکل این افراد حل خواهد شد.

آلزایمر یا فراموشی

‌‌بیماری آلزایمر یک بیماری زوال عصبی است که شروع آن معمولاً کند است و اغلب افراد متوجه آن نمی‌شوند و به تدریج گسترش یافته و رو به وخامت می‌رود. پنج فرضیه برای ایجاد این بیماری وجود دارد در هر پنج فرضیه نوع خاصی از پروتئین یا پیش‌ساز پروتئینی سنتز نمی‌شود. در این بیماری در داخل سلول‌های عصبی و تجمع پروتئین بتا-آمیلوئید در خارج یاخته‌ها، توانایی آن‌ها در انتقال پیام عصبی کاهش می‌یابد. فرد مبتلا به آلزایمر از مشکلات حافظه و سایر مشکلات عصبی رنج می‌برد. در مراحل گوناگون آلزایمر، تعداد زیادی از یاخته‌های درگیر، دچار (مرگ سلولی) می‌شوند. در روش درمانی جدید با جایگزین شدن سلول‌های عصبی از بین رفته؛ بهبود قابل ملاحظه‌ای در وضعیت این بیماران انتظار می‌رود.

سکته مغزی

در اثر ایجاد لخته خونی و گیر کردن این لخته‌ها در رگ‌ها و عدم رسیدن اکسیژن از طریق خون به سلول‌های عصبی باعث مرگ می‌شود. استفاده از سلول‌های بنیادی در درمان و جایگزینی این سلول‌های معیوب مؤثر است.

بیماران قلبی

در افرادی که از عوارض وخیم بیماری قلبی رنج می‌برند و در صف انتظار دریافت قلب برای پیوند به ‌سر می‌برند، علاوه بر مصرف داروهای سرکوب‌کننده سیستم ایمنی، از روش نوین پیوند سلول‌های بنیادی بندناف به ‌عنوان یک روش کمکی استفاده می‌شود.

بیماران کبدی

سبک زندگی مدرن امروزی باعث بروز بیماری‌های متعدد شده است که یکی از این بیماری‌ها سرطان کبد است. در این بیماری، جهت درمان، بخش آسیب دیده کبد را با جراحی از بدن خارج می‌کنند تا مانع انتشار (متاستاز) سرطان به سایر بخش‌های سالم بدن بشود. طی دو عمل جراحی هم‌زمان، خون ناحیه سرطانی کبد را قطع می‌کنند تا بافت آن را بازسازی کنند. در این بازسازی سلول‌های بینیادی هستند که به کار می‌آیند.

درمان قرنیه

چشم به عنوان دریچه روح انسان به جهان هستی محسوب می‌شود، نقص در هر بخش این عضو باعث ایجاد خلل در سبک زندگی فرد می‌شود. لذا درمان این عضو به عنوان بخشی که خود قابلیت ترمیم و بازسازی را ندارد قابل اهمیت است و بکارگیری سلول‌های بنیادی در درمان سلول‌های آسیب دیده این بخش کمک شایانی به این بیماران می‌کند. در حال حاضر پروژه‌ به‌کارگیری سلول‌های بنیادی جهت درمان مشکلات قرنیه چشم در پژوهشگاه رویان و سایر مراکز تحقیقاتی در حال پیگیری است.

درمان بیماری‌های دهان و دندان

مشکلات مربوط به دهان، دندان و فک سابقه‌ای به قدمت زندگی بشر دارد اما امروزه نوع تغذیه و نگهدارند‌ه‌های صنعتی، عجله و شتاب در زندگی روزمره مشکلات مربوط به دهان و دندان را هم بیشتر کرده است. در واقع پیشرفت در راه‌های درمان بیماری‌های دهان و دندان یک گام از مشکلات دهان و دندان عقب‌تر است. خوشبختانه تحقیقات گسترده‌ای در استفاده از سلول‌های بنیادی در زمینه درمان آسیب‌های وارده به بافت صورت و غدد بزاقی دریچه‌ی تازه‌ای را پیش روی این بخش از درمان قرار داده است به‌خصوص که تلاش می‌شود تا سلول‌های بنیادی را جایگزین مواد مصنوعی کرد.

محققان در تلاش هستند تا سلول‌های بنیادی را در تمام زمینه‌ها بکار ببرند زیرا که در بسیاری از پیوندهای سنتی که بافت یا اندام فرد دیگری را به بیمار پیوند می‌زنند؛ بدن فرد گیرنده پیوند ممکن است در اصلاح بافت پیوندی را بیگانه فرض کرده و آن را پس بزند. با توجه به کمبود اعضا پیوندی، درد و رنجی که بیمار در طی جراحی و دوران نقاهت بعد از جراحی تحمل می‌کند، هزینه‌های عمل پیوند؛ ناامیدی را در فرد بیمار و اطرافیان او افزایش می‌دهد. ناامیدی و یاس بزرگترین بیماری روحی افراد جوامع بشری است. استفاده و به‌کارگیری سلول‌های بنیادی می‌تواند بارقه امیدی برای حل این مشکلات باشد. مشکلاتی چون فلج نخاعی، سوختگی، آرتروز، روماتیسم مفصلی و غیره همگی از جمله بیماری‌هایی هستند که با چشم‌انداز به‌کارگیری سلول‌های بنیادی امید به زندگی را افزایش می‌دهد.