سلول بنیادی و انواع آن

سلول های بنیادی قادر به ایجاد هر نوع سلولی در بدن هستند. آنها می توانند تحت تأثیر بعضی شرایط فیزیولوژیك یا آزمایشگاهی به سلول هایی با عملكردهای اختصاصی مانند سلول های عضلانی قلب یا سلول های تولید كننده انسولین در پانكراس و… تبدیل شوند.

سلول‌های بنیادی سلول‌هایی هستند که قدرت تقسیم و تمایز بالایی دارند و قادر به تشکیل انواع سلول‌های مختلف بدن هستند. این سلول‌ها می‌توانند درمانگری و ترمیم بافت‌ها و اعضا را تسهیل کنند. آنها می‌توانند در بخش‌های مختلف پزشکی مانند درمان بیماری‌های نادر و مزمن، بازسازی عضوهای بدن و پژوهش‌های بیولوژیکی بسیار کمک کننده باشند. سلول‌های بنیادی می‌توانند از منابع مختلفی مانند جنین، ناف و بافت‌های بالغ به دست آید. با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته، امیدواریم که بتوانیم از قدرت بی‌نظیر این سلول‌ها برای بهبود سلامت و کیفیت زندگی انسان‌ها بهره‌برداری کنیم.

تعریف سلول‌های بنیادی و تقسیم‌بندی آنها

سلول‌های بنیادی به آن دسته از سلول‌های بدن اطلاق می‌شوند كه هنوز تمایز نیافته و برای كار ویژه‌ای تجهیز نشده‌اند. این سلول‌ها دارای خاصیت خود تكثیری بوده و قابلیت تمایز و تبدیل شدن به انواع دیگر سلول‌های بدن را دارند. این مشخصه سلول‌های بنیادی، نظر متخصصین مختلف را به خود معطوف داشته است، به‌طوریكه تحقیقات گسترده‌ای در این خصوص صورت می‌گیرد. امروزه سلول‌های بنیادی، امید اول ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده و شاید در آینده ساخت اندام‌های انسانی به شمار می‌روند. به‌طور كلی سلول‌های بنیادی دارای دو خصوصیت عمده هستند:

1) قدرت تكثیر نامحدود، 2) خصوصیت پُرتوانی یا اصطلاحاً Pluripotency؛ به‌عبارت دیگر، این سلول‌ها قادر هستند تا در محیط آزمایشگاهی انواع مختلفی از سلول‌ها را به‌ وجود بیاورند. سلول‌های بنیادی را با توجه به منشأ آنها به دو دسته تقسیم می‌كنند: سلول‌های بنیادی جنینی(Embryonic Stem Cells) كه در مراحل اولیه تشكیل جنین، از آن گرفته می‌شود و سلول‌های بنیادی بالغ یا مزانشیمی (Adult Stem Cells) كه پس از تولد فرد و به‌ ویژه از مغز استخوان آن گرفته می‌شود.

تاریخچه تولید و استفاده از سلول‌های بنیادی

تلاش برای استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی از حدود 20 سال پیش با كار بر روی حیوانات به ویژه موش‌های آزمایشگاهی شروع شد. در طی این سال‌ها، آزمایشات زیادی در جهت تبدیل سلول‌های بنیادی جنینی موش به انواع سلول‌ها و پیوند زدن آنها صورت گرفت كه به موفقیت‌های قابل‌توجهی انجامید. در جوار این موضوع، سلول‌های بنیادی انسان نیز مورد توجه قرار گرفت تا اینكه بالاخره در سال 1998 اولین گزارش موفقیت‌آمیز از تكثیر و تمایز سلول‌های بنیادی جنینی انسان در آمریكا منتشر شد. اما با توجه به بروز برخی محدودیت‌ها در تولید و استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی (كه تلاش برای رفع آنها ادامه دارد) در چند سال اخیر، موج جدیدی از تحقیقات بر روی سلو‌ل‌های بنیادی بالغ شروع شد كه كماكان ادامه دارد.
ایران به‌عنوان یكی از معدود كشورهای تولیدكننده سلول‌های بنیادی جنینی شناخته می شود.
فناوری تولید و پرورش سلول‌های بنیادی جنینی در دنیا كار جدیدی است؛ به‌طوری‌كه پس از كشف سلول‌های بنیادی جنینی موش در سال 1981، اولین سلول‌های بنیادی جنینی انسان در سال 1998 تكثیر شد. در این میان، پس از چند كشور پیشرفته نظیر آمریكا، استرالیا، اسرائیل، سنگاپور، انگلستان، ژاپن، سوئد، هند و كره‌ جنوبی كه به فناوری تكثیر و پرورش این سلول‌ها دست پیدا كرده‌اند، ایران از جمله معدود كشورهایی است كه به این مهم دست یافته است و لذا فاصله كشورمان در این‌ مورد از دیگر كشورهای پیشرو چندان زیاد نیست.

خصوصیات سلول های بنیادی

سلول های بنیادی با دیگر انواع سلول های موجود در بدن متفاوت هستند. از جمله خصوصیات مشترک این سلول ها:

توانایی تکثیر و افزایش تعداد آنها برای مدت طولانی

سلول‌های بنیادی قادر به تقسیم و تولید سلول‌های دیگر هستند. این توانایی بالغ برای تکثیر و ایجاد جمعیت سلولی بزرگ و نیز ترمیم بافت‌های آسیب دیده بسیار ارزشمند است.

stem cell‏ ها قادربه تقسیم شدن (‏dividing‏) ونوسازی خودشان برای مدت طولانی هستند، پدیده ای که در سلول های عضلانی، خونی و یا عصبی به صورت طبیعی دیده نمی‌شود، اما سلول های بنیادی این عمل را بارها و بارها انجام می دهند. هنگامی که عمل تکثیر برای مدت طولانی اتفاق می افتد آن را ‏proliferation‏ می نامند.

یک جمعیت آغازگر سلول بنیادی که شروع به ‏proliferation‏ می کند، می تواند میلیون‌ها سلول را ایجاد کند. حال اگر این سلول ها نیز به مانند سلول های مادری اولیه غیر تخصصی (‏unspecialized‏) باشند می گویند که این سلول ها قادر به ‏long-term self renewal‏ هستند. ‏

نوسازی

توان نوسازی سلول های نامتمایزی هستند كه توانایی تكثیر نامحدود خود را دارند و در حالت نامتمایز باقی بمانند.

توانایی تمایز و تبدیل به سلول های تخصص یافته

سلول های بنیادی قادر به ایجاد هر نوع سلولی در بدن هستند. آنها می توانند تحت تأثیر بعضی شرایط فیزیولوژیك یا آزمایشگاهی به سلول هایی با عملكردهای اختصاصی مانند سلول های عضلانی قلب یا سلول های تولیدكننده انسولین در پانكراس و… تبدیل شوند.

در سال های اخیر تحقیقات زیادی در مورد امکان تبدیل سلول بنیادی مخصوص یک بافت به سلول های تخصصی یک بافت کاملا متفاوت انجام شده است . این فرایند را در اصطلاح ‏plasticity‏ می نامند. برای مثال تبدیل سلول های بنیادی مغز استخوان به نورون ها و یا تبدیل سلول های بنیادی کبدی به سلول های تولید کننده انسولین و یا تبدیل سلول های خون ساز به سلول های عضله قلبی. ‏

این سلول ها پس از دریافت پیام های شیمیایی معین، می توانند تمایز حاصل کنند یا به‏‎ ‎سلول های تخصص یافته با عملکردهای خاصی تبدیل شوند. عملکرد این سلول ها در بدن به این شکل است که به هنگام اختلال و بیماری، تکثیر پیدا کرده و سلول‏‎ ‎های جدیدی به بافت ارائه می کنند که اساس سلول های درمانی را تشکیل می دهد.‏
فرایندی که در آن سلول های غیرتخصصی به سلول های تخصصی یک بافت خاص تبدیل می شوند را تمایز( ‏differentiation‏) می نامند.‏

این پدیده تحت تاثیر ‏signalهای داخلی و خارجی قرار می گیرد که بخش مهمی از تحقیقات امروزه دانشمندان را به خود معطوف کرده است.‏Internal signals ‏ آن دسته از علائمی هستند که توسط ژن ها کنترل می شود و در واقع به اطلاعاتی گفته می شود که خصوصیات و عملکرد ساختاری یک سلول را با کد کردن اطلاعات لازم در یک زنجیره ‏DNA‏ تعیین می کند.‏

اما منظور از ‏external signals‏ علائمی است که منشاء خارج سلولی دارند و شامل مواد شیمیایی ترشح شده، تماس فیزیکی با سلول های مجاور و مولکول های مخصوص در محیط میکروسکپی اطراف سلول ( ‏‎ microenvironment) هستند.‏‎

خواص درمانی

سلول‌های بنیادی دارای قابلیت درمانی هستند، به این معنی که در محیط آزمایشگاهی می‌توانند تکثیر شوند و باقی بمانند. این ویژگی به ما امکان می‌دهد تا مقدار زیادی سلول‌های بنیادی بدست آورده و برای کاربردهای درمانی استفاده کنیم.

عدم تمایل به تمایز نهایی

سلول‌های بنیادی معمولاً در مراحل اولیه تقسیم خود به سلول‌های تخصصی تقسیم نمی‌شوند و می‌توانند در وضعیتی به نام “وضعیت نشا” (بلاست) باقی بمانند. این وضعیت به آنها اجازه می‌دهد که در صورت نیاز، به سمت تمایز و تبدیل به سلول‌های مورد نیاز برود.

کمترین احتمال رد شدن توسط سیستم ایمنی

سلول‌های بنیادی از برخورد با سیستم ایمنی بدن در مقایسه با سلول‌های دیگر کمتر تحت تأثیر قرار می‌گیرند. این به معنی آن است که در صورت استفاده از سلول‌های بنیادی برای درمان بیماری‌ها و ترمیم بافت‌ها، احتمال رد شدن توسط سیستم ایمنی بدن کمتر است.

ویژگی‌های منحصر به فرد سلول‌های بنیادی امکانات بسیاری را برای درمان بیماری‌ها و تحقیقات بیولوژیکی فراهم می‌کنند. با بهره‌گیری از توانایی تقسیم و تمایز آنها، امیدواریم که بتوانیم بهبود سلامت انسان‌ها را در مسیری موثرتر و نوآورانه‌تری رقم بزنیم.

انواع سلول های بنیادی و نحوه تشکیل آن ها

دانشمندان در ابتدا با دو نوع از سلول های بنیادی كه از حیوانات و انسان ها به دست آمده بودند، شامل سلول های بنیادی جنینی و سلول های بنیادی بالغین كار می كردند كه این دو دسته سلولی عملكردها و ویژگی های مختلفی دارا هستند.

سلول های بنیادی جنینی

بیشتر از ۲۰ سال قبل دانشمندان توانستند سلول های بنیادی را از جنین ابتدایی موش جدا كنند و با مطالعه سالها جزئیات بیولوژی سلول های بنیادی موش؛ در سال ۱۹۹۸ دانشمندان موفق به جدا كردن سلول های بنیادی جنینی از جنین انسان و رشد آنها در محیط آزمایشگاه شدند و این سلول ها را سلول های بنیادی جنینی انسان نامیدند. این سلول ها همانطور كه از نامشان مشخص است از جنین های چهار یا پنج روزه كه از تخم های آزمایشگاهی بارور می شوند به دست می آیند و در محیط آزمایشگاهی در محیط كشت های اختصاصی رشد داده می شوند.

منشأ سلول‌های بنیادی جنینی

بن‌یاخته‌های جنینی در مرحله بلاستوسیست از توده سلولی داخلی یا Inner Cell Mass گرفته می‌شوند. بلاستوسیست یكی از مراحل دوران جنینی است كه به لحاظ مرفولوژی، شبیه یك توپ توخالی است.
سلول‌های محیط این توپ تروفوبلاست (Trophoblast) هستند كه جفت را می‌سازند .در داخل این توپ هم تعدادی سلول جمع شده‌اند كه در مراحل بعدی، به جنین تبدیل می‌شوند. اگر این توده سلول‌های داخلی را برداشته و در محیط آزمایشگاهی كشت بدهند، بن‌یاخته‌های جنینی ایجاد می‌شوند. اما هنوز دقیقاً مشخص نیست كه آیا این توده سلول‌های داخلی منشأ بن‌یاخته‌های جنینی هستند، یا اینكه فرآیند مذكور حاصل شرایط محیطی بوده و توده سلول‌های داخلی در محیط آزمایشگاهی سلول‌های دیگری را می‌سازند كه آنها به بن‌یاخته‌ جنینی بدل می‌شوند.

سلول های بنیادی بالغین

سلول های بنیادی بالغین، سلول های نامتمایزی هستند كه در بین سلول های تمایز یافته بافت ها و ارگان های بدن انسان یافت می شوند و توانایی نوسازی و تمایز به انواع سلول های اختصاصی اصلی بافت یا ارگان را دارند. نقش های اولیه این سلول ها در یك ارگان زنده شامل حمایت كردن و تعمیر بافت هایی است كه از آنها به دست می آیند.

دانشمندان سلول های بنیادی بالغین را در بافت های بیشتری نسبت به آنچه فكر می كردند به دست آوردند. این یافته ها دانشمندان را به استفاده از این سلول ها در علم پیوند راهنمایی كرد. اكنون بیشتر از ۳۰ سال از استفاده سلول های بنیادی بالغین خون ساز كه از مغز استخوان برای پیوند جدا می شوند، می گذرد.

در سال ۱۹۶۰ محققان كشف كردند كه مغز استخوان حداقل دو نوع سلول بنیادی را دربردارد كه شامل سلول های بنیادی خون ساز كه انواع سلول های خونی را در بدن می سازند و سلول های استرومال است كه می توانند بافت های غضروف، استخوان، چربی، بافت های همبندی فیبروز را در بدن بسازند.

در سال ۱۹۶۰ دانشمندانی كه موش ها را مطالعه می كردند دو منطقه از مغز موش را كه شامل سلول های تقسیم شونده كه تبدیل به سلول های عصبی می شوند، كشف كردند. بر خلاف این گزارش ها بیشتر دانشمندان معتقد بودند كه سلول های عصبی جدید در مغز بالغین نمی تواند تولید شود تا اینكه در سال ۱۹۹۰ دانشمندان توافق كردند كه مغز بالغین شامل سلول های بنیادی است كه توانایی تولید سه نوع اصلی سلول های مغزی را كه شامل آستروسیت ها و الیگودندروسیت ها (سلول های غیرعصبی) و نورون ها (سلول های عصبی) دارا هستند.

سلول های بنیادی بالغین در ارگان ها و بافت های زیادی از بدن جدا شده اند، اما نكته مهم این است كه تعداد بسیار محدودی از این سلول ها در هر بافت وجود دارد كه در منطقه خاصی از آن بافت برای سالها ساكن می مانند تا اینكه با ظهور بیماری یا آسیب بافتی فعال شوند.

بافت هایی كه سلول های بنیادی بالغین در آنها یافت می شوند، عبارتند از: مغز استخوان، خون محیطی، مغز، عروق خونی، پالپ دندان، عضله اسكلتی، پوست، كبد، پانكراس، قرنیه، شبكیه، سیستم گوارش.

دانشمندان در خیلی از آزمایشگاه ها تلاش می كنند تا بتوانند كه سلول های بنیادی بالغین را در كشت سلول به انواع سلول ها اختصاصی تبدیل كنند تا از آنها برای درمان بیماری ها و صدمات بافتی استفاده كنند.

پتانسیل های درمانی این سلول ها عبارتند از: جایگزینی سلول های تولیدكننده دوپامین در مغز در بیماری پاركینسون، تولید سلول های انسولین ساز برای نوع یك دیابت (وابسته به انسولین) و تعمیر سلول های عضلانی تخریب شده.

منشأ سلول‌های بنیادی بالغ

سلول‌های بنیادی بالغ همان‌طور كه از نام‌شان مشخص است، پس از تولد از فرد گرفته می‌شوند. برای مثال این سلول‌ها را می‌توان از بافت مغز استخوان یك فرد سالم تهیه كرد. البته بر اساس یافته‌های اخیر، برخی معتقدند كه هر بافتی دارای سلول‌های بنیادی خاص خود است. به‌طور مثال، مشخص شده كه قلب، مغز و ماهیچه‌های اسكلتی هر كدام دارای سلول‌های بنیادی خاص خود هستند و همه این سلول‌ها در بدن یك فرد بالغ وجود دارند. به‌عنوان مثال، سلول‌های بنیادی قلبی بیشتر در ناحیه اپیكس (Apex) قلب و سلول‌های بنیادی مغزی عمدتاً در دیواره بطن مغز متمركز هستند. با این حال دقیقاً مشخص نیست كه منشأ این سلول‌های بنیادی گوناگون، چه سلولی است و آیا منشأ همه اینها همان سلول‌های مغز استخوان هستند كه هر یك به سمت اندام‌ خاصی مهاجرت كرده و به سلول‌های بنیادی خاص آن تبدیل می‌شوند، یا منشأ دیگری برای آنها وجود دارد.

سلول های بنیادی بند ناف

سلول های بنیادی بند ناف از سلول های پرتوان دیگر هستند كه همچون سلول های بنیادی بالغین قادرند تا انواعی از سلول ها را در محیط آزمایشگاهی تولید كنند. در بند ناف دو دسته سلول های بنیادی وجود دارند كه قادر به ساختن سلول های خونی و سلول های استخوانی و چربی بوده و همچنین به عنوان جایگزینی برای سلول های مغز استخوان در علم پیوند مغز استخوان محسوب می شوند.

ضرورت تحقیق و پژوهش در خصوص سلول های بنیادی چیست؟

سلول های بنیادی قادرند به طور نامحدود هر نوع سلول را به وجود آورند كه این خصوصیت باعث استفاده حیرت آور این سلول ها در علم پیوند شده است. علاوه بر این می توان به گونه ای این سلول ها را از نظر ژنتیكی تغییر داد تا پس از پیوند دفع نشوند.

كارهایی كه در این رابطه تا به حال انجام شده اند، عبارتند از:

✅ سلول های ماهیچه قلب توان تكثیر طی دوره بزرگسالی را ندارند و هرگاه با جراحت یا ایسكمی، به بافت مزبور آسیبی برسد بافت غیرفعال جایگزین سلول های ماهیچه ای قلب فعال می شوند. سلول های بنیادی جنینی توان تبدیل به سلول های ماهیچه ای قلب را دارند كه از آنها می توان در درمان موارد سكته های قلبی كه عامل اصلی آسیب به ماهیچه قلب هستند و همچنین در موارد اختلالات مادرزادی قلبی استفاده كرد.

✅ سلول های بنیادی خون ساز در علم پیوند مغز استخوان برای درمان بعضی بیماری های خونی مانند تالاسمی و همچنین سرطان های افراد بزرگسال و خردسال به كار می روند كه در ایران از سال ۱۳۷۱ در مركز هماتولوژی و انكولوژی و پیوند مغز استخوان واقع در بیمارستان شریعتی وابسته به دانشگاه علوم پزشكی تهران و دانشگاه علوم پزشكی شیراز انجام می شود.

✅ سلول های مولد انسولین از سلول های بنیادی جنینی موش و انسان به دست آمده اند كه می توانند راه گشایی در درمان بیماری دیابت باشند.

✅ سلول های عصبی از سلول های بنیادی جنینی به دست آمده اند كه از آنها می توان در درمان بیماری های تخریب شونده سیستم عصبی مانند پاركینسون و یا آلزایمر استفاده كرد.

✅ سلول های پوستی از سلول های بنیادی جنینی به دست آمده اند كه از این سلول ها می توان در درمان سوختگی ها و بهبود زخم ها استفاده كرد.

✅ تبدیل سلول بنیادی به سلول های سازنده غضروف و استخوان

✅ تبدیل سلول بنیادی به سلول كبدی

✅ تولید لوله گوارش از سلول های بنیادی

تمایز سلول های بنیادی جنینی به انواع سلول های عملكردی در محیط آزمایشگاهی، ما را در درك مكانیسم های تكوین جنین، تمایز و ترمیم بافتی یاری می كند كه باعث درمان هر چه بهتر ناهنجاری های ناباوری و كاهش ناهنجاری های مادرزادی و تولید انواع محصولات فاكتورهای رشد می شود.

سلول های بنیادی مغز استخوان

در سال ۱۹۶۰ محققان کشف کردند که مغز استخوان دارای حداقل دو نوع سلول بنیادی است:

سلول های بنیادی خون ساز

که انواع سلول های خونی را در بدن می سازند.

سلول های استرومال

که می توانند بافت های غضروف، استخوان، چربی و بافت های همبندی فیبروز را در بدن بسازند.

نحوه تشکیل سلول های بنیادی

در اوایل دهه ۱۹۸۰ میلادی، دانشمندان توانستند سلول های بنیادی را از جنین ابتدایی موش جدا کنند. بیشتر این دانشمندان معتقد بودند که سلول های عصبی جدید در مغز افراد بالغ نمی تواند تولید شود تا اینکه در سال ۱۹۹۰ دانشمندان توافق کردند که مغز بالغین شامل سلول های بنیادی است که قادر به تولید سه نوع اصلی سلول های مغزی ( که شامل آستروسیت ها، الیگودندروسیت ها (سلول های غیرعصبی) ، نورون ها (ســلول هـای عصـبی) است.

‏سلول های بنیادی افراد بالغ ‏‎(stem cell adult)‎‏ در ارگان ها و بافت های زیادی از بدن جدا شده اند، اما نکته مهم این است که تعداد بسیار محدودی از این سلول ها در هر بافت وجود دارد که در منطقه خاصی از آن بافت برای سالها ساکن باقی مانده و با ظهور بیماری یا آسیب بافتی فعال می شوند.‏

بافت هایی که سلول های بنیادی بالغین در آنها یافت می شوند شامل مغز استخوان، خون محیطی، مغز، عروق خونی، پالپ دندان، عضله اسکلتی، پوست، کبد، پانکراس، قرنیه، شبکیه، سیستم گوارش است.

در سال ۱۹۹۸دانشمندان موفق به جدا کردن سلول های بنیادی جنینی انسان و رشد آنها در محیط آزمایشگاه شدند و این سلول ها را سلول های بنیادی جنینی انسان نامیدند. این سلول ها همانطور که از نامشان پیداست از جنین های ۳ تا ۵ روزه که از تخمک های آزمایشگاهی بارور می شوند به دست می آیند و در محیط های اختصاصی کشت داده می شوند. ‏

جنین ۳ تا ۵ روزه را بلاستوسیست می‌نامند. یک بلاستوسیست توده ای متشکل از ۱۰۰سلول و یا بیشتر است. سلول های بنیادی سلول های درونی یک بلاستوسیست هستند که در نهایت به یک سلول، بافت و یا اندام درون بدن تبدیل می‌شوند. دانشمندان سلول های بنیادی را از بلاستوسیست جدا کرده و آنها را درون ظرف پتری دیش در آزمایشگاه کشت می‌دهند.

پس از آنکه سلول ها چندین بار تکثیر شدند و میزان آنها از گنجایش ظرف کشت فراتر رفت، آنها را از آن ظرف برداشته و درون چندین ظرف قرار می‌دهند. به این کار اصطلاحا” پاساژ گفته می‌شود. سلولهای بنیادی جنینی که چندین ماه بدون ایجاد تمایز پرورش یافته‌اند خط سلول بنیادی ‏‎  (cell line)‎نامیده می‌شوند.‏
کار با سلول های بنیادی بالغ سخت‌تر است، زیرا استخراج و کشت آنها نسبت به سلول های بنیادی جنینی دشوارتر است.

با این وجود یکی از موانع موجود برای استفاده از سلول های بنیادی جنینی، پس زدن آنها توسط سیستم ایمنی است. اگر سلول های بنیادی جنینی اهدا شده به یک بیمار تزریق شوند، ممکن است سیستم ایمنی بدن بیمار این سلول ها را مهاجمان خارجی تلقی کرده و به آنها حمله کند. اما استفاده از سلولهای بنیادی بالغ تا حدودی از این مشکل می‌کاهد، زیرا سیستم ایمنی بدن بیمار سلولهای بنیادی خود بیمار را پس نمی‌زند.

انواع سلول های بنیادی از نظر توانایی تکثیر و تمایز

سلول های بنیادی بر اساس توانایی تکثیر و تمایز به انواع زیر تقسیم می شوند:‏‎

‎سلول های بنیادی‎ TOTIPOTENT ‎یا همه توانی

‎این سلول ها می توانند به هر نوع سلولی در بدن تغییر پیدا کرده و تبدیل شوند. از جمله این سلول ها‎ ‎تخمک بارور شده یا سلول های تولید شده در‎ ‎تقسیمات یک تخمک بارور شده است.‏

سلول های بنیادی‎ PLURIPOTENT ‎یا پرتوانی‎

این سلول ها که از سلول های بنیادی رویان منشا می گیرند، حدود ۴ روز پس از لقاح‏‎ ‎به وجود می آیند و می توانند به هر نوع سلولی به جز سلول های بنیادی همه توانی و‎ ‎سلول های جفت تبدیل شده و تمایز حاصل کنند‎.

سلول های بنیادی‎ MULTIPOTENT ‎یا چند توانی‎

این سلول ها از سلول های بنیادی پرتوانی منشا می گیرند و سلول های تخصص یافته از آنها ناشی‎ ‎می شوند. برای مثال سلول های بنیادی خون ساز که در مغز استخوان وجود دارند می توانند به همه‏‎ ‎انواع سلول موجود در خون تبدیل می شوند‎؛‎‏ مثل گلبول قرمز، گلبول سفید و پلاکت . یا‏‎ ‎سلول های بنیادی عصبی که می توانند به سلول های عصبی و سلول های حمایت کننده عصبی‎ ‎تبدیل شوند.‏

سلول های بنیادی‎ UNIPOTENT ‎یا تک توانی‎

این نوع سلول ها می توانند فقط به یک نوع سلول تبدیل شده و آن را تولید کنند.‏

کاربرد سلول های بنیادی

نكته بسیار مهمی كه باید مورد توجه قرار گیرد آن است كه در حال حاضر، تنها كاربرد بالقوه سلول‌های بنیادی، ساخت سلول‌های مختلف و تا حدی بافت است .به‌عبارت دیگر، در حال حاضر سلول‌های بنیادی (بالغ و جنینی) را صرفاً می‌توان برای ترمیم بافت‌ها و اندام‌های آسیب‌دیده استفاده كرد. در یك جمله، مهم‌ترین كاربرد فعلی سلول‌های بنیادی، در سلو‌ل‌ درمانی یا Cell Therapy است و این تصور كه می‌توان از سلول‌های بنیادی برای تولید اندام‌هایی مثل قلب، كبد، كلیه و غیره استفاده كرد، لااقل در شرایط فعلی اشتباه است. تولید اندام شرایط بسیار پیچیده‌ای را طلب می‌كند كه در حال حاضر بشر تكنولوژی آن را در اختیار ندارد، زیرا برای این منظور اولاً باید سلول‌ها را كشت صعودی داد؛ ثانیاً باید به سلول‌هایی كه در عمق كشت سلولی قرار گرفته‌اند، غذارسانی كرد. یعنی باید كشت سلولی و غذارسانی به آنها در یك مقیاس سه‌بعدی صورت گیرد، كه در حال حاضر امكان آن وجود ندارد. البته شاید بتوان در سال‌های آتی به این امر نیز دست پیدا كرد.
از كاربردهای بالقوه این سلول‌ها در روش “سلول‌درمانی” می‌توان به ترمیم بافت‌های آسیب دیده بدن از جمله غضروف، كبد، ماهیچه و غیره اشاره كرد كه می‌تواند دامنه كاربرد سلول‌های بنیادی را در آینده افزایش دهد.

از سلول های بنیادی می‌توان برای بازسازی سلول ها یا بافت هایی استفاده کرد که بر اثر بیماری یا جراحت صدمه یافته اند. این نوع درمان به درمان سلولی معروف است. یکی از کاربردهای بالقوه این شیوه درمان ، تزریق سلول های بنیادی جنینی در قلب برای بازسازی سلول هایی است که بر اثر حمله قلبی صدمه دیده‌اند.

توصیه می‌شود برای افرادی که در مراحل وخیم بیماری قلبی بوده و در انتظار دریافت قلب پیوندی به‌ سر می‌برند، در کنار تجویز داروهای سرکوب‌ کننده سیستم ایمنی، از روش پیوند سلول‌های بند ناف به‌عنوان یک روش کمکی استفاده کرد.

بر این اساس، این ایده در دنیا مطرح شده است که نمونه سلول‌های بند ناف هر شخص در ابتدای تولد گرفته و برای سال‌های بعد برای خود فرد ذخیره شود. با این عمل، بیمار شانس بیشتری برای زنده ماندن تا زمان دریافت قلب را خواهد داشت.

این روش به‌ویژه در بیماران کهنسال که سلول‌های بنیادی مغز استخوان آنها برای پیوند کافی نیست، از اهمیت بالاتری برخوردار است. از اینرو، امروزه در اغلب کشورها بانک‌های ویژه‌ای برای جداسازی و نگهداری سلول‌های بنیادی بندناف نوزادان تاسیس شده است.‏

از سلول های بنیادی می‌توان برای بازسازی سلول های مغزی بیماران مبتلا به پارکینسون استفاده کرد. این بیماران فاقد سلول هایی هستند که ناقل عصبی موسوم به دوپامین را تولید می‌کنند. بدون وجود این پیک شیمیایی حرکت بیماران مبتلا به پارکینسون نامنظم و منقطع است و این افراد از لرزش های غیر قابل کنترل رنج می‌برند.

در تحقیقات انجام شده روی موش ها پژوهشگران سلول های بنیادی جنینی را در مغز موش های مبتلا به بیماری پارکینسون تزریق کردند و شاهد آن بودند که سلول های بنیادی، موش ها را بهبود بخشیدند. دانشمندان امیدوارند که روزی بتوانند این موفقیت خود را در انسانهای مبتلا به پارکینسون هم تکرار کنند.

با استفاده از سلول های بنیادی می‌توان یک اندام کامل را در آزمایشگاه پرورش داده و آن را جایگزین اندامی کنند که بر اثر بیماری آسیب دیده است. برای این کار باید نوعی چارچوب از جنس پلیمر زیست تجزیه پذیر را به شکل اندام مورد نظر بسازند و سپس آن را با سلول‌های بنیادی جنینی یا بالغ بارور سازند. پس از آن عوامل رشد (‏growth factor‏) مخصوص آن اندام افزوده می‌شوند تا پرورش اندام را تحت کنترل و هدایت درآورند.‏

پس از آنکه چارچوب با بافت خاص آن اندام پوشیده شد آن را به بیمار پیوند می‌زنند. با به وجود آمدن بافت از سلول های بنیادی چارچوب تجزیه شده و در نهایت یک گوش، کبد یا هر اندام دیگر باقی خواهد ماند.

برای مثال، در حال حاضر اگر بیماری دچار سرطان کبد باشد، جراح مجبور است برای جلوگیری از انتشار سرطان (متاستاز) به بخش‌های دیگر بدن، بخش سرطانی کبد را نابود کند. برای این منظور معمولاً طی دو عمل جراحی همزمان، خون ناحیه سرطانی کبد را قطع می‌کنند تا بافت سرطانی به تدریج نابود شود. در عین حال چون بخش باقیمانده کبد باید بتواند وظایف کل کبد را به عهده گیرد، لازم است تا این اعمال جراحی به نحوی انجام شود که بخش سالم باقیمانده، فرصت تکثیر را پیدا کند و در نهایت عملکرد کبد کامل را ایفا کند.

برای این منظور، حداقل ۶ هفته زمان لازم است تا بخش باقیمانده و سالم کبد تکثیر شود، اما پیوند سلول‌های بنیادی بخش سالم کبد، این مدت زمان به ۲ هفته کاهش می‌یابد. با این کار نه تنها کبد فرد بیمار در مدت زمان کمتری ترمیم می‌شود، بلکه با خارج کردن سریعتر بخش سرطانی از بدن، احتمال بروز متاستاز و دست‌اندازی سرطان به بخش‌های دیگر بدن فرد نیز کاهش می‌یابد.‏

از جمله کاربردهای دیگر سلول های بنیادی، جایگزینی سلول های از بین رفته انسولین ساز در دیابت نوع ۱ است. از لحاظ تئوری سلول های بنیادی جنینی را می توان در خارج بدن کشت داد و آنها را با استفاده از روش های مختلفی از جمله استفاده از “فاکتورهای رشد” به سلول‌های انسولین ساز تبدیل کرد و وقتی مقدار کافی از این سلول ها در دسترس باشد می توان از آنها برای درمان هر فرد دیابتی که نیاز به این سلول ها داشته باشد، استفاده کرد.

همچنین می توان این سلول ها را با دستکاری ژنتیکی در برابر سیستم ایمنی شخص گیرنده و رد پیوند مقاوم کرد، کاری که در مورد سلول های بنیادی بالغ امکان پذیر نیست. این امکان نیز وجود دارد تا با قرار دادن این سلول ها در یک ماده غیر ایمنی زا کاری کرد که از رد شدن آنها توسط دستگاه ایمنی جلوگیری شود و دیگر نیازی به استفاده از داروهای ضد رد پیوند نباشد.‏

در یکی از تحقیقات جالب که به تازگی در باره سلول های بنیادی در افراد بالغ صورت گرفت نشان داده شد که اگر سلول های بنیادی موجود در دیواره مجاری غدد لوزالمعده در بالغین در محیط آزمایشگاه کشت داده شوند، می توان با تحریک آنها، یک توده سلولی درست کرد که نه تنها قادر به ترشح انسولین است بلکه قادر است تا میزان ترشح را براساس قند خون محیط کم یا زیاد کند، کاری که برای موفق بودن پیوند بسیار ضروری و حیاتی است.‏

مزایا و محدودیت‌های سلول‌های بنیادی جنینی و بالغ

در ادامه مزایا و محدودیت های سلول های بنیادی جنینی و بالغ را بررسی خواهیم کرد:

اخلاق زیستی (Bioethic)

سلول‌های بنیادی جنینی از جنین زنده گرفته می‌شود، بنابراین در بسیاری از كشورها استخراج آنها ممنوع است؛ زیرا از بین بردن جنینی كه قابلیت تبدیل شدن به یك انسان را دارد در حكم قتل نفس تلقی می‌شود. به‌عنوان مثال، در كشور آلمان این عمل ممنوع بوده و در كشور انگلستان نیز تا چندی پیش، اجازه تحقیقات در این خصوص داده نشده بود، اما در مقایسه با سلول‌های بنیادی جنینی، سلول‌های بنیادی بالغ از فرد بالغ گرفته شده و چون استخراج آن‌ها از بدن فرد موجب مرگ وی نمی‌شود، در نتیجه با این محدودیت مواجه نیستند.همچنین یكی از كاربردهای بالقوه هر دو دسته از سلول‌های بنیادی، همسانه‌ سازی انسان به روش كلونینگ (Cloning) است كه بحث‌های اخلاقی زیادی را به خود معطوف داشته است. در اكثر كشورهای جهان كاربرد سلول‌های بنیادی، با هر منشأ كه باشد، برای همسانه‌ سازی انسان ممنوع است. در عین حال، سایر كاربردهای بالقوه و بالفعل سلول‌های مذكور در عرصه پزشكی در اقصی‌ نقاط جهان به شدت مورد توجه و تحقیق هستند.

پس‌ زدگی

با توجه به اینكه از سلول‌های بنیادی بالغ هر بیمار می‌توان جهت مداوای خودش استفاده كرد، بنابراین پس از تزریق آنها به بدن بیمار، سیستم ایمنی بدن فرد، سلول‌های مذكور را به‌عنوان یك سلول یا بافت بیگانه تلقی نكرده و مشكل پس‌زدگی یا رد پیوند به‌ وجود نمی‌آید. شایان ذكر است پس‌زدگی، یكی از محدودیت‌های عمده پیش روی محققان در بهره‌گیری از سلول‌های بنیادی جنینی است، زیرا آنتی‌ژن‌های سازگاری نسجی این سلو‌ل‌ها با شخص گیرنده یكی نبوده و احتمال پس‌زدگی آن‌ها بالا می‌رود. البته تحقیقاتی در حال انجام است كه مولكول‌های عرضه‌كننده آنتی‌ژن‌ها را فرونشانند (suppress) تا این مشكل رفع شود.

تمایز

سلول‌های بنیادی جنینی دارای قدرت تكثیر و تمایز بالایی هستند، به‌گونه‌ای‌ كه بعضاً بدون اعمال تیمار خاصی، خودبه‌خود به سلول‌های دیگر تبدیل می‌شوند. بنابراین باید جلوی تمایز ناخواسته و تصادفی آنها گرفته شود تا تبدیل به بافت‌های دیگر نشوند.

سلول‌های بنیادی بالغ نیز در محیط كشت، علاقه به تكثیر شدن دارند و با اعمال تیمارهای خاص در مسیر تمایز هدفمند قرار می‌گیرند.

بنابراین، یكی از مشكلات عمده در رابطه با تكثیر و تمایز سلول‌های بنیادی )جنینی و بالغ) این است كه جهت‌دهی و هدایت مسیر تمایز این سلول‌ها به سلول‌های دیگر، قدری سخت و ناشناخته است؛ در حالیكه اگر مسیر تكثیر و تمایز شناسایی شود، می‌توان به چگونگی پیدایش سلول‌های مختلف پستانداران در دوران جنینی نیز پی برد و همچنین از این طریق می‌توان ژن‌های دخیل در تكوین سلول‌های مختلف (نظیر قلب، اعصاب و غیره) را شناسایی نمود. در اینجا مزیت سلول‌های بنیادی جنینی بر سلول‌های بنیادی بالغ آن است كه سلول‌های بالغ چنین اطلاعاتی را به ما نمی‌دهند.

ناهماهنگی Arithmy

زمانی‌ كه از سلو‌ل‌های بنیادی جنینی برای ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده قلب استفاده می‌شود، در برخی موارد ناهماهنگی بین بافت قلب و بافت ترمیم‌شده به وجود می‌آید. زیرا در این حالت، سلول‌های بنیادی جنینی كه با بافت قلبی هموژنی كامل ندارند؛ به سلو‌ل‌های قلبی تبدیل شده‌اند. این مسأله باعث می‌شود در ضربان این دو قسمت ناهمخوانی پیش آید و ریتم ضربان قلب به هم بخورد. مشكل ناهماهنگی در برخی از آزمایشاتی كه روی موش‌ها انجام‌شده، دیده شده است.
اما این مشكل در مورد سلول‌های بنیادی بالغ، كه از خود فرد بیمار دریافت شده‌اند، به چشم نمی‌خورد.

قدرت تكثیر و نامیرا بودن

یكی از مهم‌ترین خصوصیات سلول‌های بنیادی جنینی این است كه نامیرا هستند؛ یعنی برخلاف سلول‌های بنیادی بالغ كه میرا بوده و پس از چند مرحله كشت و تكثیر، دچار فرآیند پیری می‌شوند، سلول‌های بنیادی جنینی دارای بقای زیادی بوده و پیر نمی‌شوند. سلول‌های بنیادی بالغ، علیرغم اینكه قابلیت تكثیر و تمایز در محیط آزمایشگاه را دارند، اما نكته جالب آن است كه تعداد تكثیرشان در شرایط آزمایشگاهی محدود است، یعنی در شرایط مذكور تنها می‌توان آنها را 30 و یا حداكثر 50 بار وادار به تقسیم كرد. پس از آن، این سلولها دچار فرآیند پیری شده و امكان تكثیر را از دست می‌دهند. با این حال می‌توان از تمایز این سلول‌ها، رده‌های دیگری از سلول‌ها نظیر سلو‌ل‌های چربی، سلول‌های استخوانی، غضروفی و یا حتی سلول‌های قلبی و عصبی را تولید كرد.

قدرت پُرتوانی

ویژگی دیگر سلول‌های بنیادی جنینی در مقایسه با سلول‌های بنیادی بالغ این است كه دارای قدرت پُرتوانی (Pluripotency) بسیار بیشتری هستند .به‌عبارت دیگر، در محیط آزمایشگاهی، قدرت تمایز این سلول‌ها به انواع دیگر سلول‌ها، بیش از سلول‌های بنیادی بالغ است.

برخی دیگر از مزایای سلول‌های بنیادی جنینی

  –در مقایسه با سلول‌های بنیادی بالغ، توانایی تمایز و تولید انواع بیشتری از سلول‌ها را دارند.
  –كنترل مراحل رشد و تمایز آنها، ساده‌تر از سلول‌های بنیادی بالغ است.
–  به علت فراوانی نسبتاً بیشتر، جداسازی آنها راحت‌تر از سلول‌های بنیادی بالغ است.
–  دانش بدست آمده از سلول‌های بنیادی جنینی حیوانات، در مطالعات انسانی نیز كاربرد دارد.
  –تحقیقات انجام شده بر روی سلول‌های بنیادی جنینی، موجب ارتقاء تكنیك‌های تكثیر و استفاده از سلول‌های بنیادی بالغ می‌شود.

كاربرد‌های قریب‌الوقوع و مورد انتظار سلول‌های بنیادی در علوم پزشكی

هر چند استفاده از سلول‌های بنیادی، در مراحل اولیه خود به سر می‌برد، اما متخصصان معتقدند در آینده‌ای نه‌چندان دور، این سلول‌ها كاربردهای وسیعی در علم پزشكی خواهند داشت. با این اعتقاد، هم‌اكنون در اقصی نقاط جهان تحقیقات وسیعی در خصوص استفاده از سلول‌های بنیادی برای تأمین سلامت انسان در حال انجام است. در ذیل به چند نمونه از كاربردهای نزدیك به حصول سلول‌های بنیادی اشاره می‌شود:

ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده قلب

امروزه شمار زیادی از مردم دنیا از بیماری‌های قلبی ناشی از آسیب‌دیدگی بافت‌های آن رنج می‌برند كه بعضاً منجر به مرگ نیز می‌شود. ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده، همواره یكی از دغدغه‌های پزشكان و متخصصان علوم پزشكی بوده و بهره‌گیری از سلول‌های بنیادی، امید تازه‌ای در این عرصه به وجود آورده است. متخصصان امیدوارند سلول‌های بنیادی را از مغز استخوان افراد بیمار (یا جنین نوظهور) استخراج و آنها را در محیط آزمایشگاه به سلول‌های قلبی تبدیل نمایند و نهایتاً با تزریق این سلول‌های تمایزیافته به بدن، امكان ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده قلب را فراهم آورند.

البته این تكنیك هنوز در مرحله آزمایشگاهی است، اما موفقیت‌های به‌دست آمده در حیوانات آزمایشگاهی، احتمال بهره‌گیری از آن را در انسان قوت بخشیده است.

ترمیم بافت‌های استخوانی

در افرادی كه شكستگی وسیع استخوان دارند و یا كسانی كه مورد عمل جراحی مغزی قرار گرفته و كاسه سر آنها برداشته شده و همچنین اشخاصی كه استخوان‌های آنها به‌كندی جوش می‌خورد، از سلول‌های بنیادی برای جوش‌خوردگی سریع و جلوگیری از عفونت‌های بعدی استفاده می‌شود. در این تكنیك، سلول‌های بنیادی بالغ از فرد گرفته شده و در محیط آزمایشگاه به سلول‌های استئوپلاست )استخوانی) تبدیل می‌شوند، سپس این سلول‌ها در كنار بافت‌های آسیب‌دیده استقرار می‌یابند تا باعث جوش‌خوردگی سریع این بافت‌ها گردند. در این مورد، سلول‌ها از خود شخص جدا می‌شوند؛ بنابراین مشكل پس‌زدگی و عوارض جانبی را نیز در برندارد. تكنیك مذكور از مرحله آزمایشگاهی خارج شده و هم‌اكنون دركشورهای پیشرفته دنیا از جمله آمریكا و ژاپن به طور عملی و كاربردی بر روی بیماران انجام می‌شود.

درمان بیماری‌ها و ضایعات عصبی

پیشرفت‌های بشر در زمینه تولید، تكثیر و تمایز سلول‌های بنیادی، این امید را به‌وجود آورده است كه بتوان از این سلول‌ها در مداوای ضایعات عصبی مانند قطع نخاع و بیماری‌های عصبی همچون آلزایمر، پاركینسون، MS و غیره نیز بهره برد. در این مورد نیز پس از تهیه سلول‌های بنیادی از شخص موردنظر، آنها را به سلول عصبی تبدیل نموده و برای ترمیم یا مداوا مورد استفاده قرار می‌دهند. البته بخش اعظم این تكنولوژی، در مرحله آزمایشگاهی است؛ اما با پیشرفت‌های خوبی همراه بوده است. به‌عنوان مثال، طی گزارشی كه اخیراً منتشر شده، متخصصین فرانسوی موفق شدند با استفاده از سلول‌های بالغ، موش قطع نخاع شده‌ای را تا حدی بهبود بخشند كه قادر به حركت باشد )البته نه با تعادل صددرصد). این موضوع در صورتیكه با موفقیت نهایی توأم شود، انقلاب بزرگی در پزشكی به شمار می‌رود. ضمن اینكه یك شركت آمریكایی بنام اورسی كه یك مركز تحقیقاتی خصوصی بوده و متخصصان ارشد جهان در زمینه سلول‌های بنیادی را گرد هم آورده، ادعا كرده است كه با استفاده از سلول‌های بنیادی خود شخص، قادر به مداوای بیماری‌هایی مانند آلزایمر، پاركینسون،MS و غیره می‌باشد. البته در قبال آن هزینه‌‌های بالایی تا حد 100 هزار دلار دریافت می‌نمایند.

ترمیم سوختگی‌ها و ضایعات پوستی

جراحات پوستی ناشی از سوختگی‌ها یا صدمات دیگر، سالانه بسیاری از بیماران را دچار مشكل می‌كند. در روش معمول برای ترمیم قسمت‌های صدمه‌ دیده، از پوست بخش‌های سالم بدن استفاده می‌شود كه مشكلاتی را برای بیمار به‌وجود می‌آورد، اما با استفاده از سلول‌های بنیادی می‌توان سلول‌های پوستی را در محیط آزمایشگاه تولید نمود و درترمیم بافت‌های صدمه ‌دیده از آن‌ها استفاده كرد. این تكنولوژی در حال حاضر، كاربردی شده و توسط یكی از بیمارستانهای انگلستان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ترمیم لوزالمعده (پانكراس) و ترشح انسولین

اخیراً متخصصان دانشگاه آلبرتا كانادا، موفق شده‌اند سلول‌های بنیادی بالغ را به سلول‌های پانكراس انسانی تبدیل نموده و به بیماران دیابتی منتقل نمایند. این آزمایش بر روی 23 نفر انجام شد كه 16 نفر از تزریق انسولین بی‌نیاز شدند. یادآوری می‌شود كه این پیوند از نوع اتولوگ بود (برای مداوای هر شخص از سلول‌های بنیادی خود وی استفاده شد) و مشكلات جانبی در بر نداشت.

آزمون تأثیر داروهای جدید

از جمله مشكلاتی كه همواره در مورد داروهای سنتتیك جدید وجود دارد آن است كه این تركیبات ممكن است روی سلول‌ها یا بافت‌های انسانی تأثیرات منفی داشته باشند؛ اما به دلیل مسائل اخلاق پزشكی، امكان ارزیابی‌های اولیه آنها بر روی انسان‌ وجود ندارد. به‌عنوان مثال، یك داروی سنتتیك قلبی ممكن است بر سلول‌ها یا بافت‌های قلبی تأثیر نامطلوبی داشته باشد. در این موارد می‌توان سلول‌های قلبی یا هر بافت دیگر را با استفاده از سلول‌های بنیادی تولید نمود و داروهای جدید را بر روی آنها آزمایش كرد، بدون اینكه نیاز به بررسی دارو در بدن انسان باشد. به‌عبارت دیگر، استفاده از سلول‌های بنیادی، انجام آزمایش‌های اولیه انسانی را با سهولت بیشتر و همان دقت اولیه ممكن می‌سازد. در این خصوص سلول‌های بنیادی جنینی می‌توانند كاربرد وسیعی داشته باشند.

استفاده از سلول‌های بنیادی بالغ برای طب پیوند

همانگونه كه قبلاً نیز اشاره شد، سلول‌های بنیادی بالغ كاندیدای بسیار خوبی برای طب پیوند به‌شمار می‌روند. در واقع می‌توان این سلول‌ها را از مغز استخوان یك فرد گرفته و دوباره به بخش آسیب‌دیده بدن همان فرد پیوند زد. بنابراین چون این سلول‌ها از خود فرد اخذ شده‌اند، مشكل رد پیوند به‌وجود نخواهد آمد.
البته این مسأله در مورد سلول‌های بنیادی جنینی هم مشاهده شده است. به‌عنوان مثال، پیوند سلول‌های بنیادی جنینی قلب موش به موشی كه دچار سكته قلبی شده موجب بهبود حیوان گردیده است. این نتایج، حتی در مورد پیوند سلول‌های بنیادی جنینی انسان به موش یا رت (نوعی موش آزمایشگاهی) قطع نخاع شده، بسیار امیدواركننده بوده و موجب برطرف شدن بسیاری از علائم آسیب در حیوان شده است. ولی باید توجه داشت كه یكی از محدودیت‌های سلول‌های بنیادی جنینی در طب پیوند، امكان رد شدن آن‌ها به‌دلیل واكنش‌های ناسازگاری نسجی است.

تلاش برای تولید سلول‌های یونیورسال

از آنجا كه سلول‌های بنیادی جنینی نامیرا هستند، دانشمندان در تلاشند با مداخله و دستكاری ژن‌های مؤثر در پیوند و فاكتورهای سازگاری نسجی (MHC) آنها، رده سلولی فراگیر یا یونیورسال (Universal) تولید نمایند. به‌عبارت دیگر، با حذف ژن‌های سازگاری نسجی در سلول‌های بنیادی جنینی، سلول‌هایی تولید نمایند كه قابلیت پیوند به تمام افراد را داشته باشند. اگر بتوان چنین سلول‌هایی را تولید كرد، به‌علت نامیرا بودن‌ آنها، منبع لایزالی از سلول‌های یونیورسال خواهیم داشت كه به‌طور نامحدود قابلیت نگهداری، تكثیر و پیوند را دارا بوده و از این راه مشكل پس‌زدگی پیوند حل خواهد شد. البته علیرغم كار و تحقیق گسترده در این زمینه، هنوز كسی موفق به تولید رده سلولی یونیورسال نشده و این موضوع فعلاً در حد یك ایده است. علت این امر آن است كه روند و مكانیسم انتقال ژن به درون سلول‌های بنیادی جنینی برای از كار انداختن یا اصطلاحاً Knock-out كردن ژن‌های مربوط به رد پیوند، ناشناخته و بسیار پیچیده است.
البته فرضیه دیگری هم برای جلوگیری از دفع پیوند سلول‌های بنیادی جنینی انسان پیشنهاد شده است كه استفاده از هماتوپوئیتیك كایمریسم (Chimerism  Hematopoietic)  است. در این شیوه اگر بخواهند به فردی، مثلاً سلول عصبی حاصل از سلول‌های بنیادی جنینی را پیوند بزنند، از همان سلول‌های بنیادی علاوه بر سلول‌های عصبی، یكسری سلول‌های خونی نیز تولید كرده و به گیرنده سلول‌های عصبی پیوند می‌زنند و اصطلاحاً سیستم خونی فرد را كایمریك )ناهمسان) می‌كنند. البته این روش هم فعلاً به‌صورت یك ایده است؛ ولی در افراد دریافت‌كننده پیوند، تا حدی اجرا می‌شود. به‌طور مثال، امروزه برای كاهش دادن مشكل دفع پیوند در بیماران دریافت‌كننده كلیه، علاوه بر خود كلیه، مقداری سلول خونی هم از فرد دهنده كلیه گرفته شده و به بیمار گیرنده كلیه، پیوند زده می‌شود؛ بنابراین شاید بتوان در آینده از این راهكار برای پیوند سلول‌های بنیادی نیز بهره جست.

كاربرد سلول‌های بنیادی جنینی برای تولید ساده‌تر حیوانات تراریخته

از جمله قابلیت‌های بسیار مهم سلول‌های بنیادی جنینی آن است كه برخلاف سلول‌های بنیادی بالغ، امكان تولید یك فرد كامل توسط آنها وجود دارد. البته باید توجه داشت كه این فرآیند با تكنیك همسانه‌سازی یا كلونینـگ (Cloning) كاملاً متفاوت است. به‌عبارت دیگر، با استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی می‌توان حیوانات تراریخته (Transgenic) ویژه‌ای با خصوصیات مورد نظر تولید نمود. لازم به ذكر است كه برای تولید حیوانات تراریخته، دو راه وجود دارد:

راه اول كه معمولاً متداول است، تزریق ژن مورد نظر به درون پیش‌هسته (Pronucleous) نر و انتقال سلول تخم لقاح یافته (زیگوت) به لوله رحم حیوان ماده است. اما راه دوم كه در واقع همان استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی است، در مقایسه با روش اول بازده بسیار بالاتری داشته و روش انجام آن نیز ساده‌تر است. در این روش، ژن مورد نظر را با استفاده از پالس‌های الكتریكی یا الكتروپوریشن  (Electroporation)، به داخل سلول‌های بنیادی جنینی انتقال داده و سپس سلول‌های بنیادی تراریخته را به درون بلاستوسیست حیوان تزریق كرده و طی نسل‌های متوالی، حیوان مورد نظر را به‌ دست می‌آورند. این فرآیند كاملاً با فرآیند Embryo Cloning یا Reproductive Cloning متفاوت است؛ چرا كه در بحث كلونینگ، یك تخمك اخذ شده و پس از تخلیه هسته آن، هسته یك سلول غیرجنسی (سوماتیك) را كه از همان فرد یا فرد دیگری گرفته شده، با آن جایگزین می‌كنند.
نكته دیگر اینكه تولید یك فرد كامل با استفاده از سلول‌های بنیادی، فقط با استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی امكانپذیر است. البته می‌توان از سلول‌های بنیادی بالغ یا سلول‌های سوماتیك (غیرجنسی) بزرگسالان هم برای این منظور استفاده كرد كه در این صورت باید از روش كلونینگ استفاده نمود؛ ولی در مورد سلول‌های بنیادی جنینی نیازی به كلونینگ نیست.

 استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی برای تولید اسپرم و تخمك

سلول‌های بنیادی جنینی به واسطه ویژگی پُرتوانی بالا، قادرند به انواع مختلفی از سلولها تبدیل شوند. حتی بر اساس گزارشهای اخیر، محققان توانسته‌اند در شرایط آزمایشگاهی، با استفاده از این سلول‌ها، تخمك و اسپرم نیز تهیه كنند. این توانایی كه بتوان سلولی مانند اسپرم یا تخمك تولید نمود كه تقسیم میوز انجام داده و زایا باشد، از ارزش بسیار بالایی برخوردار است. این ایده روش بسیار ارزشمندی است كه در آینده، تحول بسیار بزرگی در درمان افراد نابارور ایجاد خواهد كرد.

در نهایت باید بدانید که…

سلول‌های بنیادی، با توانایی تقسیم و تمایز بالا، قابلیت‌های منحصر به فردی درمانگری و ترمیم بافت‌ها را دارند. این سلول‌ها می‌توانند به انواع سلول‌های بدن تبدیل شوند و در درمان بیماری‌های نادر و مزمن، بازسازی عضو و پژوهش‌های بیولوژیکی کاربرد داشته باشند. توانایی درمانی و کمترین احتمال رد شدن توسط سیستم ایمنی، از دیگر ویژگی‌های آنها است. با استفاده از این قدرت بی‌نظیر، امیدواریم بهبود سلامت و کیفیت زندگی انسان‌ها را بهبود بخشیم.