فناوری بن‌یاخته

قسمت سوم: بن یاخته‌های بالغ

اولین جداسازی سلول های بنیادی جنینی در سال 1998، هیجان زیادی را ایجاد کرد و توجه فوق العاده‌ای به آنها معطوف گشت تا بتوان از ظرفیت‌های آنها در؛ تولید سلول‌ها و بافت‌ها برای  «سلول درمانی» به منظور ترمیم اندام‌های آسیب دیده، مدلسازی بیماری‌ها، تولید مدل‌های زنده برای آزمایشات دارویی و سم شناسی و بررسی فرایند‌های تکوینی و جنین شناسی و بیماری‌های پاتوفیزیولوژی استفاده کرد.

به طوری که امروزه فناوری بن یاخته در بین پنج  High-thech یا فناوریهای برتر جای گرفته  و از اولویت ها پژوهشی و سرمایه گذاری بسیاری از کشورهای توسعه یافته و درحال توسعه می باشد.

توضیحات بیشتر در مورد تاریخچه و تعریف بن یاخته ها را اینجا بخوانید. در ادامه دسته دوم سلول-های بنیادی معرفی می شود.

«بن‌یاخته‌های بالغ» (adult stem cell) که به آنها «بن یاخته‌های سوماتیکی» نیز می‌گویند در حقیقت سلول‌های تمایز نیافته‌ای هستند که در میان سلول‌های تمایزیافته در بافت‌های بالغ یافت می‌شوند. نقش این سلول‌ها محافظت و ترمیم بافت دربرگیرندیشان است.

این سلول‌ها به دلیل دارا بودن ویژگی‌های؛ «خودتجدید پذیری» ، توانایی تقسیم و همانندسازی و توانایی تمایز به یاخته‌های تخصصی، در شمار انواع بن یاخته‌ها قرار می‌گیرند.

از جمله تفاوت‌های که بین بن یاخته‌های جنینی (ES) ، و نوع بالغ وجود دارد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ES از نوع «بن یاخته‌های پُرتوان» (pluripotent) است و از این رو قادر به تمایز به هر سه نوع بافت جنینی، که شامل مزانشیم، اکتودرم و اندودرم است، می‌باشد و بالقوه می‌تواند تمام انواع بافت‌های بالغ را تولید کند. در حالیکه بن یاخته‌های بالغ عمدتاً از نوع «چند توان» (multipotent) اند به این معنی که متعهد به تولید تعداد معدودی از انواع سلول‌ها شده اند.

• منشا ES توده سلولی داخل بلاستوسیت شناخته شده است در حالیکه خاستگاه‌های گوناگونی برای بن‌ یاخته‌های بالغ در نظر گرفته می‌شود و منشا دقیق آنها هنوز برای بشر مجهول است.

کشف اولین بن یاخته‌های سوماتیک در دهه‌ی 1950 میلادی صورت گرفت. در این دهه محققان دو نوع بن یاخته بالغ را در مغز استخوان (bone marrow) شناسایی کردند. نوع اول «بن یاخته‌های خونساز» (hematopoietic stem cell) بود که قادر به ساخت همه‌ی انواع یاخته‌های خونی است و نوع دیگر «یاخته‌های زمینه‌ای مغز استخوان» نام گرفت. سال‌ها بعد مشخص شد که ماده‌ی زمینه‌ی استخوان، خود ترکیبی از جمعیت‌های سلولی است تولید کننده‌های بافت استخوانی، غضروفی، بافت پیوندی و چربی می‌باشند.

همچنین در این دهه گروهی از محققان گزارشی از یافت دو نوع بن یاخته در مغز رَت‌های بالغ به چاپ رساندند. با وجود این گزارش بسیاری از دانشمندان همچنین بر این باور بودند که مغز بالغ قادر به تولید سلول‌های عصبی جدید نیست. در دهه‌ی 1990 دانشمندان وجود بن یاخته‌های عصبی در مغز را که قادر به تولید انواع سلول‌های مغزی غیرنورونی (از قبیل آستروسیت‌ها و الیگودندروسیت‌ها) و نورونی یا یاخته‌های عصبی هستند را نشان دادند.

از آن زمان به بعد بسیاری از سلول‌شناسان به تحقیق برای یافت و شناسایی بن یاخته‌های بالغ در بافت‌های مختلف پرداختند و شمار این بن یاخته‌ها به طور شفت انگیزی بیش از آنچکه تصور می‌شد در حال افزایش است. از جمله بافت‌های بالغی که تاکنون موفق به شناسایی بن یاخته در آنها شده اند مغز استخوان، مغز، عروق خونی، عضله اسکلتی، عضله قلبی، کبد و پوست را می‌توان نام برد.

با گسترش  یافته‌ها در این زمینه این سوال که آیا می‌توان از این سلول‌ها برای پیوند زدن، ترمیم بافت‌های آسیب دیده و درمان بیماری‌ها استفاده کرد در ذهن بشر قوت یافت. تلاش برای کاربردی کردن تحقیقات در این زمینه منجر به  گسترش روزافزون فناوری بن یاخته شده است.

نخستین تلاش برای کاربرد بن یاخته‌های سوماتیکی توسط دانل توماس و همکارانش در دهه‌ 1960 برای انتقال بن‌ یاخته‌های خونساز آغاز شد. توماس سال‌ها بعد به خاطر تلاش‌هایش در پیوند بن یاخته جایزه‌ی نوبل فیزیولوژی را دریافت کرد. در 1986 اولین پیوند موفق مغز استخوان، که در واقع  اولین استفاده‌ی درمانی بن یاخته برای انسان بود، صورت گرفت. از آن پس تلاش‌های مختلفی برای استفاده درمانی از این فناوری در مورد بیماری‌های نظیرلوسمی، دیابت نوع یک، پارکینسون، ضایعات عصبی، سکته قلبی و غیره شده است.

تصور می‌شود که بن یاخته‌ها در ناحیه‌ی خاصی از هر بافت قرار می‌گیرند و ممکن است تامدت‌ها به طور خفته باقی بمانند به این معنی که تقسیمی انجام ندهند و تمایزی هم حاصل نکنند و احتمالاً در اثر بیماری یا جراحت بافت، فعال شده و وظیفه‌‌ی ترمیم کنندگی خود را انجام می‌دهند. از این رو در بسیاری از مراکز تحقیقات سلولی، دانشمندان سعی در یافتن روش‌هایی دارند تا با استخراج و کشت این یاخته تعدادشان را افزایش داده و با نگهداری آنها برای مدت طولانی و دستورزی‌های ژنتیکی، در درمان بیماری‌ها و آسیب‌های بافتی استفاده کنند.

ممکن است در اینجا این سوال برای شما مطرح شود که چگونه با وجود تعداد معدود، بن یاخته‌ها را در بافت‌های بالغ از سایر سلول‌ها به درستی می‌توان شناسایی کرد؟ به طور کلی سه روش برای شناسایی بن‌ یاخته‌های بالغ وجود دارد که محقق مدعی کشف بن یاخته باید با استفاده از یک یا هر سه این روش‌ها آن یاخته‌ را تعیین هویت کند که عبارتند از:

• شناسایی مارکرهای مولکولی که ویژه‌ی بن یاخته‌ها است و آنها را از سلول‌های تمایزیافته و تخصصی قابل تمیز می‌کند این مارکر‌ها می‌تواند شامل پروتئین‌های سطحی و درونی ویژه و یا تغییرات ژنتیکی ویژه باشد که در بحث‌های بعدی به آنها نگاه دقیق‌تری می‌شود.

• استخراج کردن یاخته مورد نظر از بافت خاستگاهش و نشانه گذاری آنها در محیط کشت و سپس وارد کردن آنها به بافت‌ مشابه در جانوران دیگر برای تشخیص اینکه آیا سلول مجدداً در بافت‌ مشابه خاستگاهش مستقر می‌گردد یا خیر.

• مجزا سازی یاخته از بافت خاستگاهش و کشت دادن آن در محیط کشت و سپس در معرض قراردادن آنها با فاکتورها رشد یا دستورزی آنها با ژن‌های جدید برای تعیین انواع سلول‌های تمایزیافته‌ی حاصل از آنها.

نویسنده: سمانه سادات عنایتی

تنظیم برای تبیان: محسن مرادی