سلول بنیادی چیست؟ — به زبان ساده

آخرین به‌روزرسانی: ۴ دی ۱۴۰۱
زمان مطالعه: ۱۵ دقیقه
سلول بنیادی

سلول بنیادی (Stem Cell) نوعی از سلول‌ها با توانایی منحصر به فرد برای ایجاد سلول‌های تخصصی در بدن به شمار می‌آید. در آینده سلول‌های بنیادی ممکن است برای جایگزینی سلول‌ها و بافت‌های آسیب دیده یا از بین رفته بر اثر بیماری، مورد استفاده قرار گیرند.

سلول بنیادی

می‌دانیم که همه سلول‌های بدن، دارای ژنوم واحد و کاملا یکسانی هستنند. اما طی فرایند تمایز، هر سلول، به صورت هدفمند، گروه خاصی از ژن‌ها را خاموش و گروه دیگر را روشن می‌کند و با یک برنامه هماهنگ با سایر سلول‌ها، فعالیت‌های خود را به صورت تخصصی انجام می‌دهد، اما گروهی از سلول‌ها که سلول‌های بنیادی نام دارند، نقش و فعالیت ویژه‌ای در بدن ندارند و می‌توانند به هر نوع سلول تخصصی که بدن به آن نیاز دارد، تبدیل شوند.

در واقع سلول‌های بنیادی سلول‌های تمایز نیافته‌ای هستند که می‌توانند با توجه به نیاز بدن به سلول‌های تخصصی تبدیل شوند. دانشمندان و پزشکان به مطالعات سلول‌های بنیادی علاقه دارند زیرا با مطالعه سلول‌های بنیادی می‌توانند به چگونگی عملکرد بدن و فعالیت‌های صحیح و اشتباه آن پی ببرند.

سلول بنیادی
تصویر ۱: نحوه تکثیر و تمایز یک سلول بنیادی

به طور خلاصه سلول‌های بنیادی را می‌توان به شکل زیر توصیف کرد:

بدن انسان از انواع متفاوتی از سلول‌ها ساخته شده است. بسیاری از سلول‌ها تخصصی هستند و عملکردهای ویژه‌ای را انجام می‌دهند، مانند گلبول‌های قرمز که اکسیژن را در جریان گردش خون به سراسر بدن منتقل کرده و دی اکسید کربن از سلو‌ل‌ها دریافت می‌کنند. این در حالی است که به عنوان مثال، گلبول‌های قرمز قادر به تقسیم نیستند.

سلول‌های بنیادی همزمان با رشد ارگانیسم سلول‌های جدیدی را برای بدن فراهم می‌کنند و آن‌ها را جایگزین سلول‌های تخصص یافته آسیب دیده یا از دست رفته می‌کنند. سلول‌های بنیادی دو ویژگی منحصر به فرد دارند که آن‌ها قادر می‌سازد تا این کار را انجام دهند:

  • این سلول‌ها توانایی تقسیم‌های متوالی را برای تولید سلول‌های جدید دارند.
  • همزمان که این سلول‌ها تقسیم می‌شوند، می‌توانند به انواع سلول‌های مختلف و تخصصی تمایز پیدا کنند.

به طور کلی مطالعات سلول‌های بنیادی، زمینه‌ای امید بخش برای درمان بسیاری از بیماری‌هایی است که در حال حاضر هیچ گونه روش درمانی برای آن‌ها وجود ندارد.

 منابع سلول‌ بنیادی

سلول‌های بنیادی از دو منبع اصلی حاصل می‌شوند:

  • بافت‌های بالغ بدن
  • بافت‌ها و سلول‌های جنینی

علاوه بر این برخی از سلول‌ها به نام «سلول‌های بنیادی پرتوان القایی» (Induced Pluripotent Stem Cells) هستند که می‌توانند مستقیما از سلول‌های سوماتیک یا بدنی تولید شوند.

دانشمندان در تلاشند تا بتواند از راه‌های جدید مانند «تکنیک‌های برنامه ریزی مجدد ژنتیکی» (genetic reprogramming techniques) سلول‌های بنیادی را از سایر سلول‌ها به وجود آورند. در ادامه به بررسی منابع سلول‌های بنیادی می‌پردازیم:

سلول‌های بنیادی بالغ (Adult Stem Cells)

بدن هر فرد در طول زندگی خود دارای سلول‌های بنیادی مشخصی است. بدن می‌تواند از این سلول‌ها در هنگام نیاز استفاده کند. به این گروه از سلول‌ها، سلول‌های بافت اختصاصی یا سلول‌های بنیادی بالغ سوماتیک می‌گویند که از دوران جنینی در بدن وجود دارند.

این سلول‌ها در حالت غیراختصاصی قرار دارند، اما از سلول‌های بنیادی جنینی تخصصی‌تر هستند. آن‌ها در این حالت باقی می‌مانند تا زمانی که بدن برای یک هدف خاص، مثلاً به عنوان سلول‌های پوستی یا عضلات به آن‌ها نیاز داشته باشد.

سلول بنیادی بالغ
تصویر ۲: سلول بنیادی بالغ

بدن انسان هر روز از نو زنده می‌شود، به بیان دیگر بدن دائماً بافت‌های خود را تجدید می‌کند. در بعضی از قسمت‌های بدن مانند روده و مغز استخوان سلول‌های بنیادی به طور مرتب تقسیم می‌شوند تا بافت‌های جدید بدن را برای نگهداری و ترمیم اندام‌ها تولید کنند.

سلول‌های بنیادی در انواع مختلف بافت‌های بدن وجود دارند. تاکنون وجود این سلول‌ها در بسیاری از بافت‌ها بدن توسط دانشمندان مورد تایید قرار گرفته است که این بافت‌ها شامل موارد زیر هستند:

با این حال، یافتن سلول‌های بنیادی دشوار است. آن‌ها می‌توانند سال‌ها بدون تقسیم و غیراختصاصی باقی بمانند تا زمانی که بدن آن‌ها را برای ترمیم یا رشد بافت جدید مورد استفاده قرار دهد.

سلول‌های بنیادی بالغ می‌توانند به طور نامحدود تقسیم یا سلول‌های جدید از نوع خود را تولید کنند. این بدان معنی است که آن‌ها می‌توانند انواع مختلف سلول را برای یک اندام تولید کنند و یا حتی اندام اصلی را به طور کامل بازسازی کنند.

این تقسیم و بازسازی در واقع به همان صورتی بازسازی می‌شود که یک زخم پوستی بهبود می‌یابد یا یک ارگان مانند کبد می‌تواند بعد از آسیب خود را مورد ترمیم قرار دهد.

در گذشته دانشمندان معتقد بودند سلول‌های بنیادی بالغ فقط می‌توانند براساس بافت منشا خود تمایز پیدا کنند. با این حال، برخی از شواهد نشان می‌دهند که آن‌ها می‌توانند برای تبدیل شدن به سلول‌های دیگر نیز متمایز شوند.

به طور خلاصه عملکرد یاخته‌های بنیادی یا استم سل‌های بالغ را می‌توان در موارد زیر بیان کرد:

  • این سلول‌ها سلول‌های جدید را برای رشد و جایگزینی سلول‌های آسیب دیده ارگانیسم ذخیره می‌کنند.
  • این گروه از سلول‌های بنیادی به استم سل‌های چند توان نیز معروف هستند زیرا آن‌ها می‌توانند فقط به برخی از سلول‌های بدن نه همه آن‌ها تمایز یابند. به عنوان مثال:
    • سلول‌های بنیادی خون (Haematopoietic) تنها قادر هستند، انواع سلول‌های خونی را تولید کرده و جایگرین کنند.
    • سلول‌های بنیادی پوستی می‌توانند انواع متفاوتی از سلول‌های پوست و مو را ترمیم و جایگزین کنند.
سلول بنیادی خون
تصویر ۴: سلول‌ بنیادی خون و مسیر تمایز به گلبول‌های قرمز، سفید و پلاکت‌ها

سلول‌های بنیادی جنینی (Embryonic Stem Cells)

از همان مراحل اولیه بارداری، پس از این که اسپرم، تخمک را باور کرد، جنین تشکیل می‌شود. حدود ۳ تا ۵ روز پس از بارور شدن تخمک، جنین به صورت بلاستوسیست یا توپی از سلول‌ها تشکیل می‌شود.

سلول بنیادی جنینی
تصویر ۳: سلول بنیادی جنینی

بلاستوسیست‌ها حاوی سلول‌های بنیادی هستند که پس از چند روز در رحم لانه گزینی می‌کنند و در واقع به دیواره رحم متصل می‌شوند. سلول‌های بنیادی جنینی از یک بلاستوسیست که سن آن ۴ تا ۵ روز است، به وجود می‌آیند.

هنگامی که دانشمندان سلول‌های بنیادی را از جنین می‌گیرند، آن‌ها معمولاً جنین‌های اضافی هستند که از لقاح آزمایشگاهی یا مصنوعی (IVF) حاصل می‌شوند.

در کلینیک‌های IVF، پزشکان چندین سلول تخمک را در یک لوله آزمایش بارور می‌کنند تا از زنده ماندن حداقل یکی از آن‌ها اطمینان حاصل کنند. سپس برای شروع بارداری تعداد محدودی از تخمک‌های بارور درون رحم جایگزین می‌شوند.

هنگامی که اسپرم تخمک را بارور می‌کند، این سلول‌ها برای تشکیل یک سلول واحد به نام زیگوت یا تخم با یکدیگر ترکیب می‌شوند. سپس این زیگوت تک سلولی شروع به تقسیم می‌کند و سلول‌های 2، 4، 8، 16 و … را تشکیل می‌دهد در این محل جنین به وجود می‌آید.

در گام بعدی و قبل از کاشت جنین در رحم، این توده سلولی یا بلاستوسیت در حدود 150 تا 200 سلول دارد. بلاستوسیست از دو بخش تشکیل شده است:

  • یک توده سلولی بیرونی که بخشی از جفت می‌شود.
  • توده سلولی درونی که بدن انسان را می‌سازد.

توده سلول داخلی جایی است که سلول‌های بنیادی جنینی یافت می‌شوند. دانشمندان سلول‌های این بخش را «سلول‌های بسیار پرتوان» (Totipotent Cells) می‌نامند. اصطلاح پرتوان به این واقعیت اشاره دارد که آنها پتانسیل بالایی در تبدیل شدن به انواع سلول‌های بدن دارند.

سلول بنیادی بسیار پرتوان
تصویر ۴: نحوه تکامل و رشد زیگوت تا رسیدن به یک انسان کامل از سلول‌های بنیادی بسیار پرتوان

با تحریک مناسب، این سلول‌ها می‌توانند به سلول‌های خونی، سلول‌های پوستی و سایر سلول‌های دیگر که بدن نیاز دارند، تبدیل شوند. در اوایل بارداری، مرحله بلاستوسیست حدود 5 روز قبل از کاشت جنین در رحم ادامه می‌یابد. در این مرحله سلول‌های بنیادی شروع به تمایز می‌کنند. سلول‌های بنیادی جنین می‌توانند نسبت به سلول‌های بنیادی بالغ به سلول‌های بیشتری متمایز شوند.

به طور خلاصه عملکرد سلول‌های بنیادی جنین را می‌توان به صورت زیر بیان کرد:

  • سلول‌های جنینی بنیادی می‌توانند سلول‌های جدید جنین را برای رشد و تکامل به یک نوزاد کامل در خود ذخیره کنند.
  • این گروه از سلول‌ها به عنوان سلول‌های پرتوان شناخته می‌شوند که می‌توانند به هر نوع از سلول‌های یک ارگانیسم تبدیل شوند.

سلول‌ بنیادی مزانشیمی (Mesenchymal Stem Cell)

این گروه از یاخته‌ها از بافت همبند یا استرومائی که اندام‌های بدن و سایر بافت‌ها را احاطه کرده است، به وجود می‌آیند.

تاکنون دانشمندان از سلول‌های مزانشیمی بنیادی برای ایجاد بافت‌های جدید بدن مانند استخوان، غضروف و سلول‌های چربی استفاده کرده‌اند. آن‌ها ممکن است روزی در حل طیف گسترده‌ای از اختلالات و ناهنجاری‌های بدن مورد استفاده قرار بگیرند.

سلول‌ بنیادی مزانشیمی
تصویر ۵: بافت‌های تشکیل شده از سلول‌ بنیادی مزانشیمی

سلول‌ پرتوان بنیادی القایی (Induced Pluripotent Stem Cell)

دانشمندان با استفاده از سلول‌های پوستی و سایر سلول‌های بافت خاص، این یاخته‌های پرتوان را در آزمایشگاه‌ها ایجاد می‌کنند. این سلول‌ها با روشی مشابه سلول‌های بنیادی جنینی رفتار می‌کنند، بنابراین می‌توانند برای ایجاد طیف وسیعی از روش‌های درمانی مفید باشند. با این حال، برای استفاده گسترده از این نوع از سلول‌ها تحقیقات و بررسی‌های بیشتری لازم است.

سلول‌ پرتوان بنیادی القایی
تصویر ۶: تهیه سلول‌ پرتوان بنیادی القایی از سلول‌های پوستی

برای رشد سلول‌های بنیادی، دانشمندان ابتدا نمونه‌هایی از بافت بالغ یا جنینی استخراج می‌کنند. آن‌ها سپس این سلول‌ها را در یک محیط کشت کنترل شده قرار می‌دهند که در آنجا تقسیم و تکثیر می‌شوند اما تخصص یافته نمی‌شوند.

یاخته‌های بنیادی که در یک محیط کشت کنترل شده در حال تقسیم و تولید مثل هستند، خط سلول بنیادی نامیده می‌شوند (یاخته‌های بنیادی که در محیط آزمایشگاه بدون ایجاد تمایز کشت می‌شوند، خط سلول بنیادی می‌گویند).

محققان خطوط سلول بنیادی را برای اهداف مختلف مدیریت و به اشتراک می‌گذارند. آن‌ها می‌توانند سلول بنیادی را برای تبدیل شدن به یک سلول تخصصی مشخص تحریک کنند. این فرایند به عنوان تمایز مستقیم شناخته می‌شود. تاکنون رشد تعداد زیادی سلول‌های بنیادی جنینی نسبت به سلول‌های بنیادی بالغ به شکل آسان‌تری قابل انجام است. با این حال، دانشمندان در حال مطالعه و تحقیق بر روی هر دو نوع سلول هستند.

در اینجا به طور مختصر ویژگی‌ها و عملکرد این یاخته‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد:

  • سلول‌های بنیادی پرتوان یا (iPS) یاخته‌های بنیادی هستند که در آزمایشگاه توسط دانشمندان این زمینه ساخته شده‌اند.
  • القا در این مورد به معنای این است که آن‌ها در آزمایشگاه با استفاده از سلول‌های طبیعی بالغ مانند یاخته‌های پوست یا سلول‌های خونی و برنامه‌ ریزی مجدد آن‌ها برای تولید یاخته‌های بنیادی ساخته می‌شوند.
  • مانند یاخته جنینی بنیادی آن‌ها پرتوان هستند و می‌توانند به اشکال مختلف سلول‌های بدن تمایز یابند.

انواع یاخته‌های بنیادی

محققان این یاخته‌ها را در گروه‌های مختلف بر طبق پتانسیل آن‌ها برای تمایز به انواع مختلف سلول‌های بدن طبقه‌بندی کرده‌اند. سلول‌های جنینی بنیادی بیشترین پتانسیل را دارند، زیرا وظیفه آن‌ها تبدیل شدن به انواع سلول‌های موجود در بدن است. طبقه‌بندی این یاخته‌های به صورت زیر است:

طبقه بندی سلول های بنیادی
تصویر ۷: طبقه‌بندی سلول‌های بنیادی
  • سلول‌های بسیار پرتوان (Totipotent): این سلول‌ها می‌توانند به تمام انواع ممکن سلولی در بدن تمایز یابند. چند سلول اولیه که از تقسیم زیگوت به وجود می‌آیند، یاخته‌های بنیادی پرتوان یا توتی پوتنت هستند.
  • سلول‌های پرتوان (Pluripotent): این یاخته‌ها می‌توانند به تقریبا تمام سلول‌های بدن تمایز یابند. یاخته‌های اولیه تشکیل جنین از نوع پرتوان هستند.
  • سلول‌های چند توان (Multipotent): این سلول‌ها می‌توانند به خانواده‌ای از سلول‌‌‌های مرتبط تمایز پیدا کنند. به عنوان مثال، سلول‌های بنیادی خونی یا «هماتوپویتیک» (Hematopoietic) می‌توانند به گلبول‌های قرمز و سفید و یا پلاکت‌ها تبدیل شوند.
  • سلول‌‌های کم توان (Oligopotent): این گروه قادر هستند که به انواع بسیار کمی از سلول‌ها تمایز پیدا کنند. لنفوئید یا میلوئيدهای بالغ بنیادی می‌توانند این گونه عمل کنند.
  • سلول‌ها یک توان (Unipotent): این یاخته‌های بنیادی فقط می‌توانند به یک نوع سلول از گونه خود تبدیل شوند. به هر حال، این گروه نیز در طبقه‌بندی سلول‌های بنیادی قرار می‌گیرند، زیرا آن‌ها می‌توانند خود را ترمیم کرده و از نو تولید کنند. به عنوان مثال، سلول‌های ماهیچه‌ای بالغ بنیادی در این گروه جای دارند.

سلول‌های بنیادی جنین اغلب به جای سلول‌های بسیار پرتوان، به عنوان سلول‌های پرتوان شناخته می‌شوند، زیرا آن‌ها نمی‌توانند به سلول‌های غشای جنینی یا جفت تمایز پیدا کنند.

کاربرد یاخته‌های بنیادی

یاخته‌های بنیادی به خودی خود عملکرد خاصی ندارند و هدف ویژه‌ای را مانند سایر سلول‌ها دنبال نمی‌کنند، اما این سلول‌ها به دلایل مختلف اهمیت دارند.

در درجه اول با یک تحریک درست بسیاری از سلول‌های بنیادی می‌توانند به هر سلول تخصصی تمایز یابند و آن‌ها می‌توانند آسیب‌های بافتی را تحت یک شرایط مناسب ترمیم کنند.

این پتانسیل سلولی می‌تواند با ترمیم زخم‌ها و آسیب‌های بافتی جان انسان را بعد از بیماری و جراحت‌ها نجات دهد. دانشمندان کاربردهای بسیاری برای این یاخته‌های بنیادی شناسایی کرده‌اند که به صورت کلی در دو گروه قرار می‌گیرند:

  • تحقیقات: مطالعات و تحقیقات در این زمینه به ما در درک بهتر از بیولوژی پایه چگونگی عملکردهای سلول‌های زنده و اتفاقات رخ داده در انواع متفاوت سلول‌ها در طول بیماری کمک می‌کند.
  • درمان: جایگزینی سلول‌های از دست رفته و آسیب دیده که به صورت طبیعی انجام نمی‌شود، به عنوان یکی از کاربردهای درمانی سلول‌های بنیادی مطرح می‌شود.

کاربرد تحقیقاتی سلول‌های بنیادی

تحقیقات در این زمینه برای درک بهتر ویژگی‌های یاخته بنیادی انجام می‌گیرد تا بتوانیم مراحل و روش‌های رشد و نمو سلول‌های بدن را بشناسیم.

به عنوان مثال، دانشمندان روش‌هایی را یافته‌اند که می‌توانند ژن‌های به خصوصی را که در تمایز نقش دارند، فعال یا غیرفعال کنند. شناخت این ژن‌ها موجب می‌شود که دانشمندان بتوانند ژن‌ها و جهش‌ها و تاثیر آن‌ها را بر روند سلولی مورد شناسایی قرار دهند.

تحقیقات در زمینه سلول‌ بنیادی
تصویر ۸: تحقیقات در زمینه سلول بنیادی با کشت و تکثیر این سلول‌ها در آزمایشگاه آغاز می‌شود.

با توجه به مطالعات و درک این فرایندهای سلولی، محققان ممکن است بتوانند دلایل بروز طیف وسیعی از بیمارها و ناهنجاری‌هایی که درمانی ندارند را شناسایی کنند. به عنوان مثال، تقسیم و تمایز سلولی غیرطبیعی مسئول ناهنجاری‌هایی نظیر سرطان و اختلالات مادرزادی هستند. شناخت دلایلی که موجب تقسیم سلولی به روش اشتباه می‌شود، می‌توانند محققان را به سمت کشف درمان این اختلالات هدایت کنند.

سلول‌های بنیادی در توسعه داروهای جدید می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان مثال، به جای آزمایش بالینی داروهای جدید بر روی انسان‌ها، دانشمندان می‌توانند تاثیر دارو را بر روی سلول‌ها و بافت‌های حاصل از رشد سلول‌های بنیادی مورد بررسی قرار دهند.

از سویی دیگر دانشمندان می‌توانند با مطالعه یاخته‌های بنیادی بررسی کنند که چگونه سلول‌ها برای عملکردهای خاص در بدن تخصص می‌یابند و چه اتفاقی می‌افتد که این روند دچار اختلال می‌شود و انواع بیماری‌ها بروز می‌کنند. اگر نحوه رشد سلول‌های بنیادی شناخته شود، ممکن است بتوان این فرآیند را برای ایجاد سلول‌ها، بافت‌ها و اندام‌های جدید تکرار کرد.

کاربردهای درمانی یاخته‌های بنیادی

یاخته‌های بنیادی در درمان انواع بیماری‌ها می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند که در این جا به مهم‌ترین کاربردهای درمانی آن‌ها اشاره می‌کنیم.

بازسازی بافت

«بازسازی بافت» (Tissue ‌Regeneration) احتمالاً مهم‌ترین استفاده از سلول‌های بنیادی است. تا به امروز، فردی که به کلیه جدید احتیاج دارد، مجبور است منتظر یک اهدا کننده شود و سپس تحت عمل پیوند قرار گیرد. با توجه به این که همیشه کمبود عضو برای اهدا به بیماران نیازمندان پیوند عضو وجود دارد، با برنامه ریزی سلول‌های بنیادی برای تمایز به روش مشخص، دانشمندان می‌توانند از آن‌ها برای رشد اندام خاص یا بافت اختصاصی استفاده کنند.

بازسازی بافت
تصویر ۹: بازسازی بافت

به عنوان مثال، اخیرا پزشکان از سلول‌های بنیادی دقیقاً زیر سطح پوست برای ساختن بافت جدید پوستی استفاده کرده‌اند. آن‌ها می‌توانند با پیوند این بافت روی پوست آسیب دیده، سوختگی شدید یا آسیب دیگری را ترمیم کنند و به این ترتیب یاخته‌های پوست جدید شروع به رشد می‌کند.

استفاده از پتانسیل یاخته‌های بنیادی می‌تواند برای بهبود تکنیک پیوند عضو مورد استفاده قرار گیرد. در حال حاضر، عضو آسیب دیده یک بیمار می‌تواند با عضو سالم از شخص دهنده جایگزین شود، این پیوند مشکلاتی به همراه دارد زیرا ممکن است عضو اهدا شده توسط سیستم ایمنی بدن فرد گیرنده به عنوان یک عامل خارجی و بیگانه شناسایی شود و در اصطلاح پیوند پس زده شود.

از سویی دیگر، سلول‌های بنیادی پرتوان القایی از سلول‌های فرد بیمار تولید می‌شوند که می‌توان از آن‌ها برای رشد و تولید عضو آسیب دیده در شرایط آزمایشگاهی استفاده کرد و بعد از تکمیل در بدن بیمار جایگزین عضو آسیب دیده شود، در این حالت احتمال پس زدن پیوند بسیار کاهش می‌یابد.

سلول‌های پرتوان القایی بنیادی چگونه ساخته می‌شوند؟

سیگنال‌هایی در بدن وجود دارند که تعیین می‌کنند کدام سلول‌ها باید تخصصی شوند و در این میان چه ژن‌هایی باید روشن و چه ژن‌هایی باید خاموش و غیرفعال شوند.

برای تولید یاخته‌های پرتوان بنیادی، محققان باید دوباره این سیگنال‌ها را تولید کنند تا به سلول‌ها دیکته کنند که در حالت یاخته‌های بنیادی اولیه جنینی بمانند. این کار باعث می‌شود که هر ژنی که باعث ایجاد تمایز و اختصاصیت در سلول‌ می‌شود، خاموش شود و ژن‌های مانده در حالت بنیادی به فعالیت خود ادامه دهند.

درمان بیماری‌های قلبی عروقی

در سال 2013، تیمی از محققان بیمارستان عمومی ماساچوست در مجله علمی PNAS گزارش دادند که آن‌ها با استفاده از سلول‌های بنیادی انسانی رگ‌های خونی را در موش‌های آزمایشگاهی ایجاد کرده‌اند.

در این آزمایش طی 2 هفته پس از کاشت سلول‌های بنیادی، شبکه‌هایی از عروق خونی تشکیل شده بودند. کیفیت این رگ های خونی جدید کاملا مشابه رگ‌های خونی طبیعی‌ مجاور آن‌ها بود.

درمان مشکلات قلبی با سلول‌ بنیادی
تصویر ۱۰: تکنیک‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی برای درمان و بازسازی بافت در بیماری‌های قلبی؛ چندین تکنیک برای بهبود خصوصیات مورفولوژیکی و الکترومکانیکی قلب بیمار شامل: (1) تمایز قلبی آزمایشگاهی از انواع سلول‌های بنیادی مختلف، (2) مهندسی بافت برای ترکیب سلول‌ها با مواد بیولوژیکی برای طراحی تکه ‌های قلبی آزمایشگاهی یا داربست‌های تزریقی برای پیوند در ناحیه قلب، (3) استراتژی‌های مبتنی بر سلول و ژن با استفاده از ترشح سایتوکاین‌ها، فاکتورهای رشد و میکرو RNA‌ها برای ترمیم بازسازی قلبی، (4) اگزوزوم‌های بدست آمده از سلول‌های بنیادی به عنوان یک روش درمانی نوآورانه بدون سلول در پزشکی برای احیا بافت قلب.

محققان این پروژه امید دارند که این نوع تکنیک در نهایت بتواند به معالجه مبتلایان به بیماری‌های قلبی و عروقی کمک کند.

درمان بیماری مغز

پزشکان ممکن است روزی بتوانند از سلول‌ها و بافت‌های جایگزین برای درمان بیماری‌های مغزی مانند پارکینسون و آلزایمر استفاده کنند.

به عنوان مثال در بیماری پارکینسون آسیب به سلول‌های مغزی منجر به حرکات کنترل نشده عضلات می‌شود. دانشمندان می‌توانند از سلول‌های بنیادی برای ترمیم و ساخت مجدد بافت آسیب دیده مغز استفاده کنند. این کار می‌تواند سلول‌های تخصصی مغزی که کنترل عضلات را متوقف کرده‌ بودند به حالت اولیه خود برگردانند.

محققان در حال تلاش هستند تا سلول‌های بنیادی جنینی را در این نوع سلول‌ها متمایز كنند، بنابراین این روش می‌تواند به عنوان تکنیکی امیدبخش در بیماری‌های عصبی مورد استفاده قرار بگیرد.

درمان نقص سلولی

دانشمندان امیدوارند که یک روز بتوانند سلول‌های قلب سالم را در آزمایشگاه بسازند تا بتوانند به افرادی که بیماری قلبی دارند، پیوند بزنند.

این سلول‌های جدید می توانند با بازگرداندن بافت سالم به قلب، آسیب‌های قلبی را ترمیم کنند.

درمان نقص پانکراس
تصویر ۱۱: درمان نقص پانکراس و مهندسی بافت پانکراس؛ ایده این کار تولید پانکراس مصنوعی است.

به همین ترتیب، افراد مبتلا به دیابت نوع I می‌توانند سلول‌های پانکراس را دریافت کنند تا سلول‌های تولید کننده انسولین را که سیستم ایمنی بدن، خود آن‌ها را از دست داده یا از بین برده‌ است، جایگزین کنند. در حال حاضر درمان قطعی برای دیابت نوع I پیوند پانکراس است هر چند موارد اهدا این عضو به سختی و به ندرت رخ می‌دهند.

درمان بیماری‌های خونی

در حال حاضر، پزشکان به صورت یک درمان روتین از سلول‌های بنیادی خون‌ساز بالغ برای درمان بیماری‌های خونی مانند سرطان خون، کم خونی داسی شکل و سایر نقص‌های ایمنی استفاده می‌کنند.

سلول‌های بنیادی خون‌ساز در خون و مغز استخوان وجود دارند و می‌توانند انواع سلول‌های خون از جمله گلبول‌های قرمز خون که انتقال اکسیژن در بدن را بر عهده دارند و گلبول‌های سفید خون که در کنار سیستم ایمنی با پاتوژن‌ها و عوامل بیگانه مبارزه می‌کنند را تولید کنند.

دژنراسیون ماکولا چشمی وابسته به سن (Macular Degeneration)

دژنراسیون ماکولا چشمی در اثر کهولت سن به وجود می‌آید و از مهم‌ترین دلایل کوری در افراد سالمند است. یکی از روش‌های درمانی آینده برای این بیماری استفاده از سلول‌های بنیادی است. در برخی از افراد مبتلا به این بیماری اغلب بینایی بر اثر توقف عملکرد سلول‌هایی در ناحیه شبکیه چشم به نام «اپیتلیال رنگدانه شبکیه» (Retinal Pigment Epithelium) از دست می‌رود. محققان از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی برای تولید سلول‌های اپتیلیال رنگدانه شبکیه جدید در شرایط آزمایشگاهی استفاده می‌کنند که می‌توانند پس از طی مراحل ویژه درون چشم بیماران جایگزین سلو‌ل‌های آسیب دیده شوند.

دژنراسیون ماکولا
تصویر ۱۲: دژنراسیون ماکولا چشمی

تولید سلول‌های بنیادی

اگرچه تحقیقات در زمینه سلول‌های بنیادی در درمان بیماری‌های انسانی بسیار امید بخش بوده است اما در این میان اختلاف نظرهایی نیز بین دانشمندان وجود دارد. اغلب اختلاف نظرها در مورد تحقیقات سلول‌های بنیادی حول موضوع سلول‌های بنیادی جنینی هستند. این امر به این دلیل است که سلول‌های جنینی بنیادی انسان در طی فرایند برداشت یاخته‌های بنیادی از بین می‌روند.

با توجه به پیشرفت‌ها در مطالعات یاخته‌های بنیادی، تکنیک‌ها و روش‌هایی برای معرفی انواع دیگر یاخته‌های بنیادی و اهدا ویژگی‌های سلول‌های جنینی بنیادی به آن‌ها، ابداع شده است. همان طور که در بالا اشاره شد، هر سلول بنیادی جنینی از جمله انواع پرتوان است که می‌تواند تقریبا به تمام انواع سلول‌ها در بدن تمایز پیدا کند. محققان روش‌هایی را طراحی کردند که می‌‌توانند سلول‌های بالغ بنیادی را به سلول‌های پرتوان تبدیل کنند. این تغییرات ژنتیکی یاخته بالغ بنیادی باعث ایجاد عملکردی مشابه یاخته‌های بنیادی جنینی در آن‌ها می‌شود. از سویی دیگر دانشمندان همچنان در تلاش هستند تا بتوانند با روش‌های جدید تهیه سلول‌های بنیادی بدون آسیب به سلول‌های جنینی انسان را بیابند. از جمله این روش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

انتقال هسته سلولی سوماتیک (Somatic Cell Nuclear Transfer)

محققان با استفاده از تکنیکی به نام انتقال هسته سلولی سوماتیک (SCNT) سلول‌های بنیادی جنینی انسان را با موفقیت تولید کرده‌اند. این فرآیند مستلزم جدا کردن هسته از یک سلول تخمک نابارور و جایگزینی آن با هسته سلول دیگر است. در این مطالعه، هسته سلول‌های پوستی انسان به سلول‌های تخمک بارور نشده و بدون هسته (مواد ژنتیکی آن حذف شده) منتقل شدند. این سلول‌ها به رشد و تولید سلول‌های بنیادی جنینی ادامه دادند. سلول‌های بنیادی حاصل، فاقد ناهنجاری‌های کروموزومی و با عملکرد ژن طبیعی بودند. به این ترتیب، سلول‌های پوستی انسان به سلول‌های بنیادی جنینی تبدیل شدند.

 انتقال هسته سلولی سوماتیک
تصویر ۱۳:  انتقال هسته سلولی سوماتیک

برنامه‌ریزی مجدد ژنتیکی

محققان «دانشگاه لوند» (Lund University) در سوئد تکنیکی برای ایجاد انواع مختلف سلول‌های عصبی از بافت پوست بالغ تهیه کرده‌اند. در این مطالعه، با فعال کردن ژن‌های خاص سلول‌های پوستی و سلول‌های بافت همبندی به نام فیبروبلاست‌ها می‌توانند دوباره به سلول‌های عصبی تبدیل شوند. برخلاف سایر تکنیک‌های برنامه‌ریزی مجدد ژنتیکی نیازی نیست، سلول‌های پوستی بالغ قبل از تبدیل شدن به سلول‌های عصبی به سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) تبدیل شوند، این روش به سلول‌های پوستی اجازه می‌دهد تا مستقیماً به سلول‌های عصبی تبدیل شوند. در این حالت، تکنیک جدید ژنتیکی سلول‌های پوستی را به یاخته‌های مغزی تبدیل می‌کند.

روش MicroRNA

محققان روش کارآمدتری را برای ایجاد سلول‌های بنیادی که برنامه‌ریزی ژنتیکی مجدد شده‌اند، کشف کرده‌اند. با استفاده از روش microRNA، از هر 100٫000 سلول انسانی بالغ مورد استفاده، می‌توان حدود 10٫000 سلول بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) تولید کرد. روشی که اکنون برای تولید سلول بنیادی پرتوان القایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، فقط از هر 100٫000 سلول انسانی بالغ مورد استفاده، بازده‌ای کمتر از 20 سلول برنامه‌ریزی ژنتیکی مجدد شده دارد.

ساختار microRNA
تصویر ۱۴: ساختار microRNA

روش microRNA می‌تواند منجر به ایجاد انباری از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی شود تا در بازسازی بافت مورد استفاده قرار گیرند. در حال حاضر روش microRNA تکنیکی بسیار کارآمد و جدید برای ساخت سلول‌های بنیادی برنامه‌ریزی شده مجدد به شمار می‌آید.

اهدا یا برداشت سلول‌های بنیادی

افراد می‌توانند سلول‌های بنیادی خود را برای کمک به بیماران یا احتمالاً برای استفاده شخصی خود در آینده به بانک‌های نگهداری سلول‌های بنیادی اهدا کنند. سلول‌های اهدایی می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

  • مغز استخوان (Bone Marrow): این سلول‌ها تحت بیهوشی عمومی، معمولاً از استخوان لگن خاصره گرفته می‌شوند. سلول‌های گرفته شده از این ناحیه تحت تیمارهایی قرار می‌گیرند و سلول‌های بنیادی آن‌ها برای ذخیره یا اهدا از مغز استخوان جدا می‌شوند.
  • سلول‌های بنیادی محیطی (Peripheral Stem Cells): به فرد اهدا کننده چندین بار ترکیبات محرکی تزریق می‌شود که به سلول‌های مغز استخوان فرمان می‌دهند که سلول‌های بنیادی خود را در خون آزاد کند. پس از این مرحله، از فرد خون گرفته می‌شود و در دستگاهی قرار می‌گیرد که می‌تواند یاخته‌های بنیادی را شناسایی کرده و جدا کند و سپس این خون به بدن فرد باز گردانده می‌شود.
  • خون بند ناف (Umbilical Cord Blood): سلول‌های بنیادی را می‌توان بعد از زایمان از بند ناف برداشت کرد، این کار هیچ آسیبی به کودک وارد نمی‌کند. برخی از افراد خون بند ناف را اهدا کرده و برخی دیگر آن را ذخیره می‌کنند.
اهدا و دریافت سلول بنیادی
تصویر ۱۵: اهدا و دریافت سلول بنیادی

فرایند برداشت سلول‌های بنیادی از بدن می‌تواند گران محسوب شود، اما مزایای آن برای شخص در آینده می‌تواند شامل موارد زیر خواهد بود:

  • در صورتی که فرد به دلیل بیماری نیاز به سلول‌های بنیادی داشته باشد، به راحتی در بانک سلول‌های بنیادی قابل دسترس است.
  • در صورت آسیب و عدم کارکرد یکی از اعضای بدن فرد اهدا کننده و نیاز به پیوند عضو، پزشکان می‌توانند از سلول‌های بنیادی فرد برای تولید عضو آسیب دیده استفاده کنند که همین موضوع احتمال رد پیوند را بسیار کاهش می‌دهد.
بر اساس رای ۱۱۶ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.
منابع:
Medical News Today Your Genome Thoughtco
۱۴ thoughts on “سلول بنیادی چیست؟ — به زبان ساده

سلام من یک پسر 12ساله با بیماری دوشن دارم آیا میشه از سلولهای بنیادی خودم یا خودش گرفت و پرورش داده و دوباره به بیمار تزریق کرد واکه میشه کجا مراجعه کنم .
ضمنا سوال دیگه اینه که آیا میشه دو تا بدن انسان را به وسیله یه دونه رگ به هم وصل کرده وخون را باهم در جریان گزاشته و تبادل سلول وخون کرد تا به وسیله انتقال سلول سالم درمان بشه .

با سلام و عرض ادب ممنون از اطلاعات مفیدتون

با عرض سلام , مرسی از مطلب مفید و جامع تون
من میخوام پسر اوتیسم رو ببرم تزریق سلولهای بنیادی لطفا راهنمائی بفرمایید آیا این کار ممکنه
یا نه!. آیا فرقی میکنه با قبل
لطفا راهنمایی بفرمایید. یا بفرمایید کجا مراجعه کنم و جواب سوال خودم رو بگیرم

سلام سوالی دارم
سوال 1: آیا سلول های بنیادین شخص الف برای شخص ب کارایی دارند؟ یا هر شخص باید از سلول های بنیادین بدن خودش برای درمان خودش استفاده کند.
سوال 2: در جایی دیدم ادعا شده از سلول های بنیادین گیاهان میتوان برای انسان استفاده نمود و مثلا کلاژن سازی کرد و پوست را جوان نگاه داشت، آیا سلول های بنیادین گیاهان برای انسان قابل استفاده میباشد و این ادعا صحیح است؟
متشکرم

سلام در مورد سوال 1 امکان داره یک نوع پیوند سلول به نام آلوژن داریم ک از فرد دیگر سلول بنیادی برداشت و به بیمار پیوند می شود.

عالي بود ممنونم

واقعا عالی بودممنون بابت زحمتی که برای اماده کردن مطالب کشیدین..امیدوارم که هر چه زودتر این سلول های بنیادی به صورت رسمی وارد بازار بشن که همه بیمارها بتونن استفاده کنن.

جالب بود

با سلام وخسته نباشيد خدمت شما درود برشماواقعا. راستش من بيماري پوستي پسوريازيس دارم وخيلي از اين بيماري رنج ميبرم ايا ميشه از راه سلول هاي بنيادي درمان قطعي كرد وكي اين كارو ميشه انجام داد الان يا در اينده همچين اتفاقي ميفته

بسیار عالی و مفید.ایا برای ترمیم سلولهای مویی گوش داخلی (ترمیم سلولهای آسیب دیده) تحقیقی صورت گرفته؟

درود بر شما، بسیار جامع و عالی و مفید بود ، دست مریزاد
درمورد گرفتن سلول بنیادی از خون قاعدگی برای درمان تخمدان آسیب دیده یا افرادیکه دچار ذخیره پایین تخمک و ناباروری هستند نظر شما چیه؟ از آنجاییکه تخمکها در دوران جنینی ساخته میشن و بعد از اون دیگه تخمک جدیدی به وجود نمیاد پس بافت تخمدان مثل سیستم عصبی سلول بنیادی نداره (بر عکس روده یا پوست که سلول بنیادی دارن و مرتب سلولهای جدید میسازن) آیا سلول بنیادی خون قاعدگی که منشا اون بافت رحم هست این قابلیت رو داره که تخمک جدید بسازه ؟ و اگر نه چطور این رو بهش القا میکنن؟
چون من بر اثر جراحی تخمدان یکی از تخمدانهامو از دست دادم و الان ذخیره تخمدانم بسیار پایین اومده و همینطور احتمال بارداری
در حال حاضر مرکز ابن سینا اینکار رو انجام میدن ولی از یه طرف میگن کار تحقیقاتی هست و برای داوطلبها انجام میدن ولی از طرف دیگه مبالغ خیلی هنگفت برای اینکار پول میگیرن ، اگر اینکار از مرحله تحقیقات گذشته و به اثبات رسیده و در مرحله درمان هست پول گرفتن منطقیه ولی اگه به قول خودشون در مرحله تحقیقاتی هست چرا باید از داوطلبین پول بگیرن؟ آیا این کار اخلاقیه؟ اصلا این ادعا که از سلولهای بنیادی خون قاعدگی ذخیره تخمدان رو بالا میبرن درسته؟ یا تبلیغاته ؟ و اهداف دیگه ای زیر سر دارن ؟
ممنون میشم از طریق ایمیلم راهنمایی بفرمایین

سلام اینکه پول بگیرن در مراحل تحقیقات غیر اخلاقی هست و مورد بعد اینکه ما در رحم انسان سلول های بنیادی آندومتریال را داریم که یک بافت با قدرت بازسازی بالا را تولید میکنن و به همین خاطره که دیواره رحم بعد از قاعدگی سریع ترمیم میشه اندومتریوم و متریوم به صورت نامنظم قرار دارند و هردو از مجاری مولر در طول زندگی جنینی منشأ میگیرند سلول بنیادی بالغ همگی در لایه بازال قرار دارند
این امر که سلول بنیادی اندومتریوم مسول بازسازی رحم در هر سیکل قاعدگی در گذشته اثبات شده و امروزه دارن با تحقیقاتی سلول های اندومتریوم را جهت ترمیم آسیب های رحم و تخمدان انجام میدهند و بله پس ممکنه با استفاده از سلول بنیادی آندومتریال رحم شما و پاساژ در محیط کشت با القای فاکتور بیان ژن تمایز سلول های تمایز یافته تخمدان را تولید کنند البته که در خارج از ایران تحقیقات به صورت گسترده تر انجام شده ولی پژوهشگران ایرانی به خصوص در پژوهشگاه رویان بی نصیب نموندند

سلام حقا که استادی. من چون فرزندم دارای نقص ایمنی است زیاد در اینترنت سرچ کردم . فقط در فرادرس همه چیز کامل و جامع بود.دست مریزاد.

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *