کاربرد درمانی سلول‌های بنیادی

ممکن است تابه‌حال چیزهایی درباره سلول‌های بنیادی و استفاده از آن در علم پزشکی روز شنیده باشید. اما بیرون از دنیای تازه‌های خبری علم و فناوری استفاده از این سلول برای درمان بیماری‌ها چه اندازه واقعیت دارد؟ پزشکان متخصص چگونه و در چه مواردی سراغ این روش درمانی می‌روند؟ در این پست وب‌سایت دکتر براتی درباره کاربرد سلول‌های بنیادی در درمان و چشم‌انداز تحقیقاتی و عملی آن بحث می‌کنیم.

سلول بنیادی چیست و انواع آن کدام است؟

برای درک اینکه چگونه سلول بنیادی می‌تواند به درمان بیماری شما یا یکی از وابستگانتان کمک کند باید بدانید سلول یا یاخته بنیادی چیست و چرا برای دانشمندان اهمیت دارد؟

می‌توان گفت سلول‌های بنیادی ماده خام تمام سلول‌هایی هستند که بدن ما را تشکیل داده‌اند. سلول‌های ساده‌ای که با تقسیم به سلولی مشابه خود یا تمایز به سلول‌های تخصصی بدن بافت‌ها و اندام‌ها را تشکیل می‌دهند. اگرچه فرایند تقسیم سلول بنیادی در بدن به‌طور طبیعی اتفاق می‌افتد؛ اما محققان و پزشکان می‌توانند در آزمایشگاه شرایط مناسبی برای تولید آن‌ها فراهم کنند.

سلول‌های بنیادی تازه‌تقسیم‌شده جدید که به سلول‌های دختر معروف هستند با تغییر یافتن به سلول‌های تخصصی با عملکرد خاص نقش حیاتی در بدن ایفا می‌کنند. زیرا سلول‌های خونی، ماهیچه‌ای، مغزی سلول استخوانی و… در اثر عوامل متعددی فرسوده می‌شوند و نیاز به جایگزینی با سلولی جدید را دارند.

انواع سلول بنیادی

سلول بنیادی براساس منبعی که از آن استخراج می‌شوند دسته‌بندی شده‌اند. سلول بنیادی جنینی از جنین‌های ۳ تا ۵ روزه یا بلاستوسیت به دست می‌آیند. همچنین از طریق لقاح آزمایشگاهی بیرون بدن تولید می‌شوند. آن‌ها سلول‌های پرتوانی هستند که توانایی تبدیل‌شدن به سلول‌های بنیادی بیشتر یا انواع دیگری از سلول‌ها را دارند.

سلول‌های بنیادی بالغ به تعداد کمتر، اما در بیشتر بافت‌های بدن یافت می‌شوند. مغز استخوان یا بافت چربی بدن شما مقداری سلول بنیادی بالغ دارد. در مقایسه با سلول جنینی توان کمتری برای ایجاد سلول‌های تخصصی بدن دارند. آزمایش‌های بالینی برای ارزیابی سودمندی و ایمنی این یاخته‌ها ادامه دارد.

دانشمندان موفق شده‌اند با برنامه‌ریزی مجدد ژنتیکی سلول‌های بالغ تغییریافته- سلول معمولی بدن- را به مشابه سلول‌های بنیادی تبدیل کنند. بنابراین به‌جای سلول بنیادی اهدایی می‌توان از سلول بدن بیمار استفاده کرد.

سلول‌های بنیادی پری‌ناتال در خون بند ناف و مایع آمنیوتیک- کیسه‌ اطراف جنین در حال رشد- هم توانایی تبدیل به سلول‌های تخصصی دارد. خون بند ناف سلول‌های بنیادی خون‌ساز دارد؛ که می‌تواند برای درمان ناهنجاری‌ها و بیماری‌هایی با منشا خونی- مانند انواع کم‌خونی- یا بیماری‌های مربوط به سیستم ایمنی بدن کاربرد داشته باشد.

چرا سلول بنیادی ارزشمند است؟

محققان برای درک چگونگی ایجاد بیماری و شرایط بروز آن نیاز به مطالعه سلول‌های بالغ بافت‌های گوناگون بدن دارند. بررسی و تحقیق روی سلول‌های بنیادی این امکان را فراهم می‌کند.

علاوه‌براین در پیوند بافت و پزشکی بازساختی از آن‌ها برای جایگزینی سلول‌های آسیب‌دیده استفاده می‌شود. صرف نظر از منشا سلول بنیادی در هر بافتی که قرار داده شوند می‌توانند به سلول‌های تخصصی پیرامون خود تبدیل گردند. پس کار بازسازی و ترمیم بافت‌های در حال تخریب را انجام دهند.

براین اساس پزشکان معتقدند می‌توان با استفاده از یاخته‌های بنیادی بیماری‌هایی مانند دیابت نوع یک، آلزایمر، پارکینسون، آسیب‌های نخاعی، بیماری‌های قلبی، سکته مغزی، سرطان و آرتروز را درمان کرد.

کاربرد سلول‌های بنیادی در علم پزشکی

کاربردهای این روش را می‌توان به دو دسته کلی تحقیقاتی و درمانی تقسیم کرد. در ادامه هر یک از این جنبه‌ها را شرح می‌دهیم.

↫ کاربرد تحقیقاتی

پژوهش‌ها روی کاربرد سلول‌های بنیادی همچنان در مراکز علمی- تحقیقاتی و بیمارستان‌ها و مراکز درمانی ادامه دارد. اگر بخواهیم آن‌چه تاکنون به سرانجام رسیده را در چند مورد خلاصه کنیم کاربرد یاخته‌های بنیادی در پژوهش‌های تحقیقاتی شامل موارد زیر می‌شود:

1. فرآیند تمایز سلولی

نخستین گام تحقیقات روی چگونگی تمایز سلول‌های تمایزنیافته به سلول‌های بنیادی تمایزیافته صورت گرفت. هر سلول بافت‌ها و اندام ‌خاصی در بدن تشکیل می‌دهد و عملکردهای ویژه‌ای برعهده دارد. به‌عنوان نمونه سلول‌های خونی در جابه‌جایی اکسیژن و مواد غذایی مورد نیاز سلول‌های سراسر بدن نقش دارند.

در سال‌های گذشته روش‌های دستکاری فرایند سلول‌های بنیادی را، با هدف ایجاد نوع خاصی از سلول‌ها، توسعه داده‌اند. چنین فرایندی تمایز جهت‌دار نامیده می‌شود. پژوهشگران هنوز در پی راه‌هایی برای کنترل فرایند تبدیل سلول‌های بنیادی به انواع سلول تخصصی هستند.

2. درمان به‌وسیله سلول بنیادی

محققان براین باورند هدایت تمایز سلول‌های بنیادی جنینی امکان درمان بیماری‌های خاص را فراهم می‌کند. مثلاً با هدایت سلول‌ها برای تبدیل‌ و تمایز به سلول‌های تولیدکننده انسولین می‌توانند آن‌ها را به افراد مبتلا به دیابت نوع یک پیوند بزنند.

علاوه‌براین پژوهش‌های بیشتر و آزمایش‌های بالینی در مراکز تحقیقاتی در حال اجراست؛ به‌عنوان مثال:

• تزریق سلول بنیادی‌ اصلاح‌شده مستقیماً به مغز پس از سکته مغزی
• استفاده از سلول بنیادی برای جایگزینی سلول‌های آسیب‌دیده گوش داخلی که مسئول تشخیص صدا هستند و کمک به بازیابی شنوایی
• تغییر ژن‌ها به منظور مقاوم‌سازی بدن در برابر بیماری‌هایی مانند ایدز و قراردادن آن‌ها در بدن مبتلایان
• کشت یاخته بنیادی برای ترمیم استخوان‌های شکننده افراد مستعد و مبتلا به پوکی استخوان

3. قرص سلول بنیادی و تولید داروهای جدید

در صنعت داروسازی برای آزمایش میزان ایمنی و اثربخشی داروهای جدید می‌توان از انواع سلول‌های بنیادی استفاده کرد. آن‌ها امکان بررسی دقیق اثر دارو بر سلول‌های بافت خاصی از بدن را فراهم می‌کنند. بنابراین محققان از آزمایش روی حیوانات زنده بی‌نیاز می‌شوند.

برای این هدف در مرحله نخست محقق یاخته‌های بنیادی تولیدشده در آزمایشگاه را طوری طراحی می‌کند که ویژگی‌های نوع سلول هدف دارو را داشته باشند. به‌عنوان نمونه برای آزمایش نوعی داروی جدید برای بیماری عصبی نوع ویژه‌ای سلول عصبی تولید می‌شود. آنگاه داروی مورد نظر را روی آن تست می‌کنند. در نتیجه آزمایش‌ها می‌توانند نشان دهند داروی جدید تاثیری بر سلول‌های عصبی آسیب‌دیده مورد پژوهش خواهند داشت یا نه!

همچنین سلول‌های بنیادی به عنوان منبعی بی‌نظیر از قابلیت تجدید ناپذیری و توانایی تخصیص به سلول‌های مختلف در بدن شناخته شده‌اند. تحقیقات آزمایشگاهی برای تولید کپسول، قرص و آمپول سلول بنیادی باعث ایجاد امیدی برای رسیدن به فرصت‌های جدید در درمان بیماری‌ها و ترمیم بافت‌های آسیب دیده شده است.

↫ کاربرد درمانی یاخته بنیادی

درمان با سلول‌های بنیادی یکی از شاخه‌های در حال تکامل پزشکی است. تاکنون انواع گوناگون سلول‌های خون‌ساز، مزانشیمی و سلول‌های بنیادی پرتوان القایی از آزمایش‌ها و درمان‌های بالینی موفق عبور کرده‌اند. کاربردهای سلول بنیادی را می‌توان به طور خلاصه در زمینه‌های زیر دسته‌بندی کرد:

1. بازسازی و ترمیم بافت

جایگزین سلول‌های آسیب‌دیده یا ازدست‌رفته ناشی از آسیب، بیماری یا پیری می‌شوند. به عنوان مثال می‌توان به ترمیم بافت آسیب‌دیده قلب پس از حمله قلبی، بازسازی غضروف با تزریق سلول بنیادی برای درمان آرتروز و آسیب‌های نخاعی اشاره کرد.

2. کشف و آزمایش دارو

از یاخته بنیادی برای ایجاد مدل‌های آزمایشگاهی از بافت‌های انسانی استفاده می‌شود. این رویکرد بینش دقیق‌تری درباره تداخلات دارویی احتمالی با سلول‌های انسانی می‌دهد.

3. مدل‌سازی بیماری

محققان از سلول‌های بنیادی برای تولید رده‌های سلولی خاص بیماری استفاده می‌کنند. این کار امکان مطالعه پیشرفت بیماری و شناسایی اهداف درمانی بالقوه را فراهم می‌کند. مزیت دیگر این رویکرد کمک به درک مکانیسم‌های زمینه‌ای اختلالات مختلف ژنتیکی، عصبی و دژنراتیو است.

4. ژن‌درمانی و ویرایش ژنتیکی

نقش دیگر سلول بنیادی در پزشکی اصلاح جهش‌های مسئول بیماری‌های ارثی و اصلاح ژنتیکی است. تکنیک‌هایی مانند CRISPR-Cas9 به محققان اجازه می‌دهد تا ژن‌های خاصی را در سلول‌های بنیادی ویرایش کنند. ورود آن‌ها به بدن بیمار می‌تواند برای بازگرداندن عملکرد طبیعی سلولی موثر باشد.

5. ایمونوتراپی

کاربرد یاخته بنیادی در تعدیل سیستم ایمنی، درمان بیماری‌های خودایمنی و جلوگیری از رد پیوند هم اهمیت دارد. به‌ویژه سلول‌های بنیادی مزانشیمی ویژگی‌های تعدیل‌کننده ایمنی و ضد التهابی نشان داده‌اند. آن‌ها می‌توانید برای اهداف درمانی در مواردی مانند مولتیپل اسکلروزیس و آرتریت روماتوئید مورد استفاده قرار گیرند.

6. پزشکی شخصی

در بین انواع کاربرد سلول‌های بنیادی توسعه درمان‌های خاص بیمار، متناسب‌سازی درمان‌ها با ترکیب ژنتیکی منحصر‌به هر فرد و پیشرفت بیماری او اهمیت ویژه‌ای دارد.

بیماری های قابل درمان با سلول بنیادی

در ادامه فهرستی از بیماری‌ها که با این روش درمان شده‌اند یا با رویکرد تحقیق و توسعه روز دنیا می توان ب هبهبود ان‌ها در آینده‌ای نزدیک به کمک سلول‌های بنیادی امیدوار بود، اشاره شده است:

‣ اختلالات اسکلتی عضلانی و بافت همبند

• آرتروز
• نقص غضروف
• استئوژنز ناکامل
• شکستگی و جوش نخوردن استخوان
• دیستروفی عضلانی

‣ بدخیمی‌های خونی

• لوسمی میلوئید حاد (AML)
• لوسمی لنفوبلاستیک حاد (ALL)
• لوسمی میلوئیدی مزمن (CML)
• لوسمی لنفوسیتی مزمن (CLL)
• مولتیپل میلوما
• سندرم‌های میلودیسپلاستیک (MDS)

‣ لنفوم‌ها

مانند لنفوم هوچکین و لنفوم غیر هوچکین

‣ سندرم‌های نارسایی مغز استخوان

• کم‌خونی آپلاستیک
• هموگلوبینوری پاروکسیسمال شبانه (PNH)
• کم‌خونی فانکونی
• آپلازی گلبول قرمز خالص

‣ اختلالات متابولیک ارثی

• سندرم هورلر
• آدرنولوکودیستروفی
• لوکودیستروفی متاکروماتیک
• بیماری گوچر

‣  اختلالات ارثی سیستم ایمنی

• نقص ایمنی ترکیبی شدید (SCID)
• سندرم Wiskott-Aldrich
• بیماری گرانولوماتوز مزمن

‣ اختلالات خود ایمنی

• سیستمیککلوپوس اریتماتوز (SLE)
• مولتیپل اسکلروزیس (MS)
• آرتریت روماتوئید (RA)
• سندرم شوگرن
• اسکلروز سیستمیک

‣ اختلالات عصبی

• بیماری پارکینسون
• آلزایمر
• درمان اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS)
• آتروفی عضلانی نخاعی (SMA)
• سکته
• آسیب تروماتیک مغزی (TBI)
• آسیب نخاعی
• درمان آتاکسی

‣ بیماری‌های قلبی عروقی

• بیماری ایسکمیک قلب (انفارکتوس میوکارد)
• کاردیومیوپاتی متسع
• نارسایی احتقانی قلب
• بیماری شریانی محیطی

‣ انواع دیابت

• دیابت نوع 1
• دیابت نوع 2

‣‌ بیماری‌های کبدی

• سیروز کبدی
• نارسایی حاد کبد

‣ بیماری‎های کلیوی

• بیماری مزمن کلیوی
• آسیب حاد کلیه

‣‌ بیماری‌های ریوی

• بیماری انسدادی مزمن ریه (COPD)
• فیبروز ریوی ایدیوپاتیک
• فیبروز سیستیک

‣ اختلالات دستگاه گوارش

• بیماری کرون
• کولیت زخمی
• بیماری پیوند در مقابل میزبان (GVHD)

‌‣ اختلالات پوستی

• سوختگی شدید
• اپیدرمولیز بولوزا

‣ بیماری‌های چشمی

• دژنراسیون ماکولا وابسته به سن (AMD)
• رتینیت پیگمانتوزا
• بیماری‌های قرنیه

درمان دیستروفی عضلانی با سلول بنیادی

دیستروفی عضلانی یک بیماری ژنتیکی است که منجر به ضعف و تخریب عضلات می‌شود. در این بیماری، سلول‌های عضلانی تحت تأثیر بیماری تدریجی قرار می‌گیرند و باعث کاهش عملکرد عضلات می‌شوند. یکی از روش‌های درمان دیستروفی عضلانی، استفاده از سلول‌های بنیادی است. سلول‌های بنیادی به عنوان سلول‌هایی با قابلیت تمایز به انواع سلول‌های مختلف در بدن شناخته می‌شوند. این سلول‌ها می‌توانند در آزمایشگاه تکثیر شده و سپس به عنوان منبع جایگزینی برای سلول‌های آسیب دیده عضلات استفاده شوند. درمان دیستروفی عضلانی با سلول‌های بنیادی می‌تواند به دو شکل انجام شود:

+‌سلول‌های بنیادی خودبخودی (Autologous Stem Cells)

در این روش، سلول‌های بنیادی از بیمار استخراج می‌شوند. سپس این سلول‌ها به آزمایشگاه منتقل شده، تکثیر و به تعداد کافی تولید می‌شوند. سپس سلول‌های بنیادی تقویت شده به عضلات آسیب دیده تزریق می‌شوند تا عملکرد آنها بهبود یابد.

+ سلول‌های بنیادی بیگانه (Allogeneic Stem Cells)

در این روش، سلول‌های بنیادی از منبع دیگری مانند یک داوطلب سالم استخراج می‌شوند. سلول‌های بنیادی از این منبع در آزمایشگاه تکثیر می‌شوند و سپس به بیمار انتقال داده می‌شوند. این روش ممکن است با خطراتی همراه باشد، زیرا سیستم ایمنی بدن ممکن است به سلول‌های بیگانه واکنش نشان دهد.

با این حال، علم ارتوپدی و مهندسی بافت عضلانی و سلول‌های بنیادی هنوز در مراحل آزمایشی است و نیاز به تحقیقات و مطالعات بیشتری دارد تا به یک درمان قابل استفاده و عملی برای دیستروفی عضلانی برسد. در حال حاضر، ادرمان این بیماری با سلول بنیادی در مراکز تحقیقاتی و آزمایشگاهی در حال بررسی و توسعه بیشتر است.

درمان ALS با سلول بنیادی

درمان بیماری ALS (ام اس) با استفاده از سلول‌های بنیادی نیز امروزه یکی از مسائل پر بحث در حوزه تحقیقاتی فعال است. ALS یا بیماری نورون حرکتی، یک بیماری عصبی تنبل‌کننده است که تاثیری بر سلول‌های عصبی حرکتی مغز و نخاع دارد و منجر به تخریب تدریجی عضلات و ناتوانی در حرکت می‌شود. استفاده از سلول‌های بنیادی در درمان ALS با این هدف استفاده می‌شود که سلول‌های آسیب دیده را با سلول‌های سالم جایگزین کند و فرآیند تخریب عضلات را کنترل کند. هدف اصلی این روش‌ها استفاده از سلول‌های بنیادی نوعی است که به سلول‌های عصبی حرکتی تبدیل شده و به جایگزینی آنها در بدن شخص مبتلا به ALS بپردازد.

روش درمان ASL با سلول بنیادی همچنان در مرحله تحقیق و توسعه بیشتر قرار دارد، به همین دلیل هنوز نمیتوان آن را به عنوان روش درمانی قطعی و صد درصدی اسکلروز جانبی آمیوتروفیک یا ASL به شمار آورد.

درمان آتاکسی با سلول بنیادی

درمان آتاکسی با استفاده از سلول‌های بنیادی در حال حاضر یک حوزه تحقیقاتی فعال بوده و در حال پیگیری گسترده‌تری است. آتاکسی، یک نوع اختلال عصبی است که به تخریب سلول‌های عصبی مرکزی از جمله مغز و نخاع مربوط شده و منجر به کاهش کنترل حرکتی و توازن می‌شود. استفاده از سلول‌های بنیادی در درمان آتاکسی با هدف جایگزینی سلول‌های عصبی آسیب دیده با سلول‌های سالم انجام می‌شود تا توانایی حرکتی بیمار را بهبود بخشد.

استفاده از سلول‌های بنیادی در درمان آتاکسی هنوز در مراحل تحقیقاتی است و هیچ روش درمانی با استفاده از سلول‌های بنیادی برای آتاکسی به صورت رسمی تایید نشده است. با این حال، تحقیقات در این حوزه ادامه دارد و برخی از مطالعات اولیه نشان داده‌اند که استفاده از سلول‌های بنیادی در آینده‌ای نزدیک به طور تاثیرگذاری در بهبود علائم و درمان قطعی آتاکسی موثر خواهد بود.

چشم‌ انداز استفاده درمانی از سلول‌های بنیادی

تزریق سلول بنیادی نوعی داروی بازسازی‌کننده است و برای ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده استفاده می‌شود. این روش موفقیت‌های درمانی متنوعی داشته است؛ مانند درمان اختلالات خودایمنی، التهابی و عصبی.

بااین‌حال درمان با سلول‌های بنیادی حوزه‌ای پویا و در حال تکامل است و شیوه تزریق سلول بنیادی به اعضای مختلف بدن همچنان در حال توسعه برای درمان بیماری‌های متنوع‌تر است به طوری که کاربردهای بالقوه بسیاری هنوز در مراحل اولیه توسعه یا انجام آزمایشات بالینی قرار دارد. پزشکان امیدوارند پیشرفت مستمر در فناوری سلول‌های بنیادی راه را برای رویکردهای درمانی جدید، بهبود نتایج درمانی و کیفیت زندگی بیماران با شرایط متفاوت هموار کند.

چالش‌های زیادی هم وجود دارد که باید بر آن‌ها غلبه کرد. خطر تشکیل تومور، عدم پذیرش سلول‌ها توسط سیستم ایمنی بدن و نیاز به تعداد زیادی سلول بخشی از این چالش‌ها و عوارض احتمالی تزریق سلول بنیادی هستند.

هزینه درمان با سلول بنیادی چقدر است؟

هزینه درمان با سلول بنیادی تحت تاثیر عوامل متفاوتی است:

• نوع سلول بنیادی تجویزشده
• تعداد سلول بنیادی
• کیفیت سلول
• محل قرارگیری سلول
• منبع سلول‌های بنیادی (بافت بند ناف، بافت چربی، مغز استخوان و غیره)
• شرایط خاص در حال درمان: برخی از شرایط ممکن است نیاز به درمان‌های پیچیده یا پرهزینه‌تری نسبت به سایرین داشته باشند

علاوه‌بر موارد بالا هزینه درمان با سلول‌های بنیادی به نوع درمان مورد نیاز هم بستگی دارد. طبیعی است محصول سلول بنیادی با کیفیت بالاتر هزینه بیشتری برای تولید خواهد داشت. لازم به تاکید است کیفیت سلول مستقیماً با ایمنی و اثربخشی درمان ارتباط دارد.

همچنین هزینه تزریق سلول بنیادی به‌صورت موضعی برای بیماری ارتوپدی به‌طور قابل توجهی متفاوت از هزینه تزریق وریدی خواهد بود.

بهرمندی از دانش روز جهانی برای درمان انواع بیماری‌ها و مشکلات مفصل و استخوان‌ها

امروزه مردم سراغ درمان‌های موثر و جدیدتری هستند. نتیجه مطالعات درباره کاربرد سلول‌های بنیادی نشان می‌دهد پتانسیل بالایی برای تاثیرگذاری بر سلامت انسان‌ها دارند. این حوزه همچنان در حال توسعه است. بااین‌حال خوشبختانه متخصصین آگاه و باتجربه ایرانی از این دانش روز بی‌بهره نمانده‌اند.

دکتر حسن براتی، یکی از متخصصین موفق سلول درمانی در ایران، عضو هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی و متخصص استخوان و مفاصل با به‌کارگیری روش‌های جدید مانند درمان با‌ سلول بنیادی با هدف تسکین درد بیماران فعالیت دارند.