سلول های بنیادی و کاربرد آنها
سلول های بنیادی سلول های اساسی هستند که می توانند تقریباً به هر نوع سلولی در بدن تبدیل شوند. سلول های بنیادی انسانی می توانند از جنین یا انسان بالغ حاصل شوند.
سلول های بنیادی سلول های تمایز نیافته ای هستند که می توانند با توجه به نیاز بدن به سلول های خاصی تبدیل شوند.
این سلول ها برای درمان برخی بیماری ها که در حال حاضر هیچ درمانی ندارند، موثر هستند.
سلولهای بدن اهداف خاصی دارند، اما سلولهای بنیادی سلول‌هایی هستند که هنوز نقش خاصی ندارند و تقریباً می‌توانند به هر سلولی که نیاز باشد تبدیل شوند.
منابع سلول های بنیادی
سلول های بنیادی از دو منبع اصلی منشا می گیرند: بافت های بالغ بدن و بافت ها و سلول های جنینی.
دانشمندان همچنان در تلاش جهت پیدا کردن روش های جدید مانند تکنیک برنامه ریزی مجدد ژنتیکی می باشند تا این سلول ها را از دیگر سلول ها به وجود آورند.
همچنین ببینید:
سلولهای تان را آموزش دهید!
سلول های بنیادی بالغ (Adult Stem Cells)
بدن افراد در طول زندگی حاوی سلول های بنیادی است. بدن می تواند هر زمان که به این سلول ها نیاز داشته باشد از آنها استفاده کند.
به این نوع سلول ها، سلول های بافت اختصاصی یا سلول بنیادی بالغ سوماتیک می گویند که از زمان رشد جنین در بدن وجود دارند.
این سلول ها در حالت غیراختصاصی هستند، اما تخصصی تر از سلول های بنیادی جنینی هستند.
آنها در این حالت باقی می مانند تا زمانی که بدن به آنها برای یک هدف خاص مثلاً به عنوان سلول های پوستی یا ماهیچه ای نیاز داشته باشد.
بدن به طور مداوم بافت های خود را ترمیم می کند. در برخی از قسمت‌های بدن، مانند روده و مغز استخوان، سلولهای بنیادی به طور منظم
تقسیم می‌شوند تا بافت‌های جدید بدن برای نگهداری و ترمیم تولید کنند.
سلول های بنیادی در انواع مختلف بافت بدن وجود دارند. دانشمندان وجود این نوع سلول ها را در بافت های زیر می دانند:
- مغز
- مغز استخوان
- خون و رگ های خونی
- عضلات اسکلتی
- پوست
- کبد
با این حال، یافتن سلول های بنیادی ممکن است دشوار باشد.
آنها می توانند سال ها غیرقابل تقسیم و غیر اختصاصی بمانند تا زمانی که بدن آنها را برای ترمیم یا رشد بافت جدید استفاده کند.
این سلول های بالغ می توانند به طور نامحدود تقسیم یا سلول های جدید از نوع خود را تولید کند.
این بدان معناست که آنها می توانند انواع سلول های مختلف را برای یک اندام تولید کنند یا حتی اندام اصلی را به طور کامل بازسازی کنند.
این تقسیم‌بندی و بازسازی به این معناست که چگونه زخم پوستی بهبود می‌یابد، یا اینکه یک نواحی مانند کبد می تواند بعد از آسیب خود را ترمیم کند.
در گذشته دانشمندان بر این باور بودند که سلولهای بنیادی بالغ تنها بر اساس بافت منشأ خود می‌توانند تمایز پیدا کنند.
اما اکنون برخی شواهد نشان می دهد که آنها می توانند برای تبدیل شدن به انواع سلول های دیگر نیز متمایز شوند.
سلول های بنیادی جنینی
از همان مراحل اولیه بارداری، پس از بارور شدن تخمک توسط اسپرم، جنین تشکیل می شود.
حدود 3 تا 5 روز پس از بارور شدن تخمک توسط اسپرم، جنین به شکل بلاستوسیست تشکیل می شود.
بلاستوسیست حاوی سلول های بنیادی است و بعد از چند روز در رحم لانه گزینی می کند. سلول های بنیادی جنینی از یک بلاستوسیست 4 تا 5 روزه به وجود می آید.
هنگامی که دانشمندان این سلول ها را از جنین می گیرند، آنها اغلب جنین های اضافی هستند که از لقاح آزمایشگاهی (IVF) حاصل می شوند.
در کلینیک های IVF، پزشکان چندین تخمک را بارور می کنند تا حداقل یکی از آنها زنده بماند. سپس آنها تعداد محدودی تخمک را برای بارداری درون رحم جایگزین می شوند.
هنگامی که اسپرم تخمک را بارور می کند، این سلول ها با هم ترکیب شده و یک سلول واحد به نام زیگوت را تشکیل می دهند.
زیگوت تک سلولی سپس شروع به تقسیم می کند و سلول های 2، 4، 8، 16 و غیره را تشکیل می دهد؛ که اکنون جنین می باشد.
در مرحله بعد و قبل از لانه گزینی جنین در رحم، این توده 150 تا 200 سلولی بلاستوسیست است.
بلاستوسیست از دو بخش تشکیل شده است:
- توده سلولی بیرونی که بخشی از جفت می شود
- توده سلولی درونی که به بدن انسان تبدیل می شود
توده سلولی داخلی جایی است که سلول های بنیادی جنینی یافت می شود.
با تحریک مناسب، سلول‌ها می‌توانند به سلولهای خونی، سلولهای پوستی و سایر سلولهای مورد نیاز بدن تبدیل شوند.
در اوایل بارداری، مرحله بلاستوسیست حدود 5 روز قبل از لانه گزینی جنین در رحم ادامه می یابد. در این مرحله سلول های بنیادی متمایز می شوند.
سلول های بنیادی جنینی نسبت به نوع بالغ این سلول ها می توانند به سلول های بیشتری متمایز شوند.
سلول های بنیادی مزانشیمی (MSCs)
سلول های بنیادی مزانشیمی از بافت همبند یا استروما که اندام های بدن و سایر بافت ها را احاطه کرده است، تشکیل می شود.
دانشمندان از سلول های بنیادی مزانشیمی برای ایجاد بافت های جدید بدن مانند استخوان، غضروف و سلول های چربی استفاده می کنند.
آنها روزانه در طیف وسیعی از مشکلات سلامتی نقش دارند.
سلول های بنیادی پرتوان القایی (iPS)
دانشمندان این موارد را در آزمایشگاه با استفاده از سلول های پوست و سایر سلول های خاص ایجاد می کنند.
این سلول ها به روشی مشابه سلول های بنیادی جنینی رفتار می کنند، بنابراین می توانند برای توسعه طیف وسیعی از درمان ها مفید باشند.
با این حال تحقیقات بیشتری لازم است. برای رشد سلول های بنیادی، دانشمندان ابتدا نمونه هایی را از بافت بالغ یا جنین استخراج می کنند.
سپس آنها این سلول ها را در یک کشت کنترل شده قرار می دهند که در آن تقسیم و تکثیر می شوند اما تخصص یافته نمی شوند.
سلول های بنیادی که در یک کشت کنترل شده در حال تقسیم و تکثیر هستند، خط سلول های بنیادی نامیده می شوند.
محققان خطوط این سلول ها را برای اهداف مختلف مدیریت به اشتراک می گذارند.
آنها می توانند این سلول ها را جهت تبدیل شدن به سلول تخصصی مشخص تحریک نمایند.
تا کنون رشد تعداد زیادی از سلول های بنیادی جنینی نسبت به سلول های بنیادی بالغ به روش آسان تری قابل انجام می باشد.
با این حال، دانشمندان در حال تحقیق بر هر دو نوع سلول هستند.
انواع سلول های بنیادی
محققان این سلول ها را بر اساس پتانسیل آنها برای تمایز به انواع دیگر سلول ها دسته بندی می کنند.
سلول های جنینی بنیادی بیشترین پتانسیل را دارند زیرا وظیفه آنها تبدیل شدن به هر نوع سلولی در بدن است.
طبقه بندی آنها به صورت زیر است:
- سلول های بسیار پرتوان(Totipotent): این سلول های بنیادی می توانند به تمام انواع سلول های ممکن متمایز شوند. اولین سلول هایی که با شروع تقسیم زیگوت ایجاد می شوند؛ سلول بنیادی پرتوان هستند.
- سلول های پرتوان(Pluripotent): این سلول ها می توانند تقریباً به هر سلولی تبدیل شوند. سلول های جنین اولیه از نوع پرتوان هستند.
- سلول های چند توان(Multipotent): این سلول ها می توانند به سلول های مرتبط متمایز شوند. به عنوان مثال، سلول های بنیادی خونی می توانند به گلبول های قرمز و سفید خون یا پلاکت تبدیل شوند.
- سلول های کم توان(Oligopotent): این گروه می توانند به چند نوع سلول متفاوت متمایز شوند. سلول های بنیادی لنفوئیدی یا میلوئیدی بالغ می توانند اینگونه عمل کنند.
- سلول تک توان(Unipotent): این گروه فقط می توانند به یک نوع سلول از گونه خود تبدیل شوند. با این حال آنها سلول های بنیادی هستند زیرا می توانند خود را ترمیم کنند. به عنوان مثال می توان به سلول های ماهیچه ای بالغ بنیادی اشاره کرد.
سلول های بنیادی جنینی به جای سلول های بسیار پرتوان؛ به عنوان سلول های پرتوان شناخته می شوند، زیرا نمی توانند به سلول های غشای جنینی یا جفت متمایز شوند.
کاربرد سلول های بنیادی
این سلول ها به تنهایی هیچ هدف واحدی را دنبال نمی کنند، اما به دلایل متعدد مهم هستند.
با تحریک مناسب، بسیاری از سلول های بنیادی می توانند نقش هر نوع سلولی را بر عهده بگیرند و می توانند بافت آسیب دیده را در شرایط مناسب بازسازی کنند.
این پتانسیل سلولی می تواند با ترمیم زخم ها و آسیب های بافتی، جان انسان ها را بعد از بیماری و جراحت نجات دهد.
دانشمندان کاربردهای زیادی برای این نوع سلول شناسایی کرده اند.
بازسازی بافت
بازسازی بافت احتمالا مهمترین کاربرد سلول های بنیادی است.
تا پیش از این، فرد که به عنوان مثال به کلیه جدید نیاز داشت، باید منتظر اهداکننده بود و سپس تحت پیوند قرار می گرفت.
کمبود عضو جهت اهدا به بیماران نیازمند پیوند عضو وجود دارد، اما با سلولهای بنیادی برای تمایز به روشی خاص، دانشمندان می‌توانند از آنها برای رشد یک نوع بافت یا اندام خاص استفاده کنند.
درمان بیماری های قلبی عروقی
در سال 2013، تیمی از محققان بیمارستان عمومی ماساچوست گزارش دادند که با استفاده از سلولهای بنیادی انسانی، رگ‌های خونی را در موش‌های آزمایشگاهی ایجاد کرده‌اند.
در عرض 2 هفته پس از کاشت سلول های بنیادی، شبکه هایی از عروق خونی تشکیل شد.
محققان امیدوار بودند که این نوع روش در نهایت بتواند به درمان افراد مبتلا به بیماری های قلبی و عروقی کمک کند.
درمان بیماری های مغزی
پزشکان ممکن است در آینده بتوانند از سلول ها و بافت های جایگزین برای درمان بیماری های مغزی مانند پارکینسون و آلزایمر استفاده کنند.
به عنوان مثال در پارکینسون، آسیب به سلول های مغز منجر به حرکات کنترل نشده عضلات می شود.
دانشمندان می توانند از سلول های بنیادی برای بازسازی بافت آسیب دیده مغز استفاده کنند.
این موضوع می تواند سلول های مغزی تخصصی را که حرکات کنترل نشده عضلانی را متوقف می کند، بازگرداند.
درمان نقص سلولی
دانشمندان امیدوارند در آینده بتوانند سلول های قلب سالم را بسازند که بتوانند به افراد مبتلا به بیماری قلبی پیوند بزنند.
این سلولهای جدید می‌توانند آسیب‌های قلبی را با پر کردن مجدد قلب با بافت سالم ترمیم کنند.
به طور مشابه، افراد مبتلا به دیابت نوع یک می توانند سلول های پانکراس را برای جایگزینی سلول های تولید کننده انسولین که سیستم ایمنی خود از دست داده یا از بین برده است دریافت کنند.
همچنین ببینید:
اختلالات ژنتیکی و آنچه باید بدانید
درمان بیماری های خونی
اکنون پزشکان به طور معمول از سلول های بنیادی خون ساز بالغ برای درمان بیماری هایی مانند لوسمی، کم خونی داسی شکل و سایر مشکلات نقص ایمنی استفاده می کنند.
سلولهای بنیادی خون ساز در خون و مغز استخوان وجود دارند و می‌توانند انواع سلولهای خونی را تولید کنند.
از جمله گلبول‌های قرمز خون که حامل اکسیژن هستند و گلبول‌های سفید خون که با بیماری‌ها مبارزه می‌کنند.
اهدا یا برداشت سلول های بنیادی
افراد می توانند سلول های بنیادی را برای کمک به بیماران یا جهت استفاده شخصی خود در آینده به بانک های نگهداری از این سلول ها اهدا کنند.
سلول های اهدایی شامل موارد زیر است:
- مغز استخوان: این سلول ها تحت بیهوشی عمومی معمولاً از استخوان لگن گرفته می شوند.
- سلول های بنیادی محیطی: فرد چندین تزریق دریافت می کند که باعث می شود مغز استخوان او سلول های بنیادی را در خون آزاد سازد. سپس از فرد خون گرفته می شود و در دستگاهی قرار می گیرد که می تواند سلول های بنیادی را شناسایی و جدا کند؛ در نهایت خون به بدن فرد بر می گردد.
- خون بند ناف: سلول های بنیادی را می توان پس از زایمان از بند ناف برداشت، بدون اینکه آسیبی به نوزاد وارد شود. برخی افراد خون بند ناف را اهدا می کنند و برخی دیگر آن را ذخیره می کنند.
این برداشت سلول های بنیادی می تواند گران باشد، اما مزایای آن برای نیازهای آینده عبارتند از:
- سلول های بنیادی به راحتی قابل دسترسی هستند
- اگر بافت پیوندی از بدن خود گیرنده باشد، احتمال رد شدن بافت پیوندی کمتر است
تحقیق و کشف علمی
سلول های بنیادی نه تنها به عنوان درمان های بالقوه بلکه برای اهداف تحقیقاتی نیز مفید هستند.
به عنوان مثال، دانشمندان دریافته اند که روشن یا خاموش کردن یک ژن خاص می تواند باعث تمایز آن شود. دانستن این موضوع به آنها کمک می کند تا بررسی کنند که کدام ژن ها و جهش ها باعث ایجاد کدام اثر می شوند.
با مسلح شدن به این دانش، آنها ممکن است بتوانند علت ایجاد طیف گسترده ای از بیماری ها و شرایط را پیدا کنند که برخی از آنها هنوز درمانی ندارند.
تقسیم و تمایز غیرطبیعی سلولی مسئول شرایطی است که شامل سرطان و ناتوانی های مادرزادی می شود که از بدو تولد منشأ می گیرند. دانستن اینکه چه چیزی باعث تقسیم سلول ها به روش اشتباه می شود می تواند منجر به درمان شود.
سلول های بنیادی همچنین می توانند به تولید داروهای جدید کمک کنند. به جای آزمایش داروها بر روی داوطلبان انسانی، دانشمندان می توانند با آزمایش آن بر روی بافت رشد یافته از سلول های بنیادی، ارزیابی کنند که چگونه یک دارو بر بافت سالم و طبیعی تأثیر می گذارد.
توجه : مطالب پزشک من از منابع خارجی ترجمه شده و تنها جنبه اطلاع رسانی و آموزشی دارد . از این رو توصیه پزشکی تخصصی تلقی نمی شوند و نباید آنها را جایگزین مراجعه به پزشک جهت تشخیص و درمان دانست .
منابع:
دیدگاه تان را بنویسید