اهمیت سلول های بنیادی در علم

سلول های بنیادی به دلایل زیادی برای موجودات زنده مهم هستند. در جنین 3 تا 5 روزه که بلاستوسیست نامیده می شود، سلول های داخلی کل بدن ارگانیسم را تشکیل می دهند، از جمله انواع سلول ها و اندام های تخصصی متعدد مانند قلب، ریه، پوست، اسپرم، تخم مرغ و سایر بافت ها در برخی از بافت‌های بالغ، مانند مغز استخوان، ماهیچه و مغز، جمعیت‌های مجزای سلول‌های بنیادی بالغ جایگزین‌هایی برای سلول‌هایی ایجاد می‌کنند که در اثر سایش و پارگی طبیعی، آسیب یا بیماری از بین می‌روند.

سلول های بنیادی با توجه به توانایی های منحصر به فرد خود در بازسازی، پتانسیل های جدیدی را برای درمان بیماری هایی مانند دیابت و بیماری های قلبی ارائه می دهند. با این حال، هنوز کار زیادی در آزمایشگاه و کلینیک باید انجام شود تا بفهمیم چگونه از این سلول‌ها برای درمان‌های مبتنی بر سلول برای درمان بیماری‌ها استفاده کنیم، که از آن به عنوان پزشکی بازساختی یا ترمیمی نیز یاد می‌شود.

مطالعات آزمایشگاهی سلول‌های بنیادی دانشمندان را قادر می‌سازد تا در مورد ویژگی‌های ضروری سلول‌ها و تفاوت آن‌ها با انواع سلول‌های تخصصی بیاموزند. دانشمندان در حال حاضر از سلول های بنیادی در آزمایشگاه برای غربالگری داروهای جدید و توسعه سیستم های مدل برای مطالعه رشد طبیعی و شناسایی علل نقص های مادرزادی استفاده می کنند.

تحقیقات روی سلول‌های بنیادی برای ارتقای دانش در مورد چگونگی رشد یک ارگانیسم از یک سلول واحد و چگونگی جایگزینی سلول‌های سالم در ارگانیسم‌های بالغ ادامه دارد. تحقیقات سلول‌های بنیادی یکی از جذاب‌ترین حوزه‌های زیست‌شناسی معاصر است، اما، مانند بسیاری از زمینه‌های در حال گسترش تحقیقات علمی، تحقیقات روی سلول‌های بنیادی به همان سرعتی که اکتشافات جدید را ایجاد می‌کند، سؤالات علمی را مطرح می‌کند.

آیا پزشکان می توانند از سلول های بنیادی برای درمان بیماران استفاده کنند؟

برخی از سلول های بنیادی، مانند مغز استخوان بالغ یا سلول های بنیادی خون محیطی، بیش از 40 سال است که در درمان های بالینی مورد استفاده قرار می گیرند. سایر روش‌های درمانی با استفاده از سلول‌های بنیادی شامل جایگزینی پوست از سلول‌های بنیادی بالغ برداشت‌شده از فولیکول‌های مو است که در کشت برای تولید پیوند پوست رشد کرده‌اند. آزمایش‌های بالینی دیگری برای آسیب/بیماری عصبی نیز با استفاده از سلول‌های بنیادی عصبی انجام شده است. عوارض جانبی همراه با این مطالعات وجود داشت و تحقیقات بیشتر ضروری است. اگرچه تحقیقات زیادی در آینده باید انجام شود، این مطالعات ما را به آینده درمانی با تحقیقات سلول های بنیادی امیدوار می کند.

درمان های بالقوه با استفاده از سلول های بنیادی

درمان با سلول های بنیادی بزرگسالان

پیوند مغز استخوان و سلول های بنیادی خون محیطی برای بیش از 40 سال به عنوان درمان برای اختلالات خونی مانند لوسمی و لنفوم و بسیاری دیگر مورد استفاده قرار گرفته است. دانشمندان همچنین نشان داده‌اند که سلول‌های بنیادی در بیشتر بافت‌های بدن قرار دارند و تحقیقات برای یادگیری نحوه شناسایی، استخراج و تکثیر این سلول‌ها برای استفاده بیشتر در درمان ادامه دارد. دانشمندان امیدوارند درمان بیماری هایی مانند دیابت نوع I و ترمیم عضله قلب پس از حمله قلبی را ارائه دهند.

دانشمندان همچنین نشان داده‌اند که در برنامه‌ریزی مجدد ASCها پتانسیلی وجود دارد که باعث تمایز آن‌ها شود (برگشت به نوع سلولی متفاوت از بافت ساکن که در حال پر کردن بود).

درمان با سلول های بنیادی جنینی (ESC).

ESC ها پتانسیلی برای درمان بیماری های خاص در آینده وجود دارد. دانشمندان همچنان به یادگیری نحوه تمایز ESC ها ادامه می دهند و هنگامی که این روش بهتر درک شد، امید است که دانش را برای تمایز ESC ها به سلول انتخابی مورد نیاز برای درمان بیمار به کار گیرند. بیماری هایی که با درمان ESC هدف قرار می گیرند عبارتند از دیابت، آسیب نخاعی، دیستروفی عضلانی، بیماری قلبی و کاهش بینایی/شنوایی.

درمان های سلول های بنیادی پرتوان القایی

درمان‌هایی که از iPSCها استفاده می‌کنند هیجان‌انگیز هستند زیرا سلول‌های سوماتیک گیرنده را می‌توان به حالت «مانند ESC» برنامه‌ریزی کرد. سپس مکانیسم هایی برای تمایز این سلول ها ممکن است برای تولید سلول های مورد نیاز اعمال شود. این برای پزشکان جذاب است زیرا این امر از مسئله سازگاری بافتی و سرکوب ایمنی مادام العمر جلوگیری می کند، که در صورت استفاده از سلول های بنیادی اهداکننده در پیوند مورد نیاز است.

سلول‌های iPS بیشتر ویژگی‌های ESC را تقلید می‌کنند، زیرا سلول‌های پرتوان هستند، اما در حال حاضر توشه اخلاقی تحقیقات و استفاده از ESC را حمل نمی‌کنند، زیرا سلول‌های iPS قادر به دستکاری برای رشد لایه بیرونی یک سلول جنینی مورد نیاز برای توسعه نیستند.

سلول های بنیادی جنینی (سلول های ES) در بدن بالغ یافت نمی شوند. آنها فقط در مراحل اولیه رشد جنینی، بلاستوسیست، رخ می دهند. این مرحله رشدی است که جنین انسان در روز پنجم پس از لقاح طی می کند. در این مرحله اولیه، هیچ اندامی تشکیل نشده است، این فقط نوعی خوشه سلولی است.

برای به دست آوردن سلول های بنیادی جنینی، لایه سلولی بیرونی بلاستوسیست باید از بین برود تا سلول های باقی مانده از توده سلولی داخلی (جنین بلاست) را بتوان جدا کرد و در آزمایشگاه به کشت سلولی تبدیل کرد. این توده سلولی داخلی، یعنی سلول های جدا شده، این پتانسیل را دارد که تحت شرایط کنترل شده به هر نوع سلولی از بدن انسان تبدیل شود، اما سلول های بنیادی جنینی دیگر نمی توانند یک ارگانیسم کامل را تشکیل دهند.

این ویژگی را پرتوانی می نامند. بر خلاف جنین های تک سلولی (= سلول مبدا) که همیشه در ابتدای رشد فردی هستند. سلول های بنیادی پرتوان با توانایی تولید هر سه لپه (اکتودرم، اندودرم، مزودرم) مشخص می شوند. بنابراین، آنها هنوز به یک نوع بافت خاص ثابت نشده اند.

تحقیقات در سراسر جهان با سلول های بنیادی جنینی حیوانی و انسانی (سلول های hES) انجام می شود. در آزمایشگاه، امکان تولید انواع خاصی از سلول وجود دارد، به عنوان مثال. سلول های عصبی، از سلول های بنیادی جنینی با افزودن برخی فاکتورهای رشد. علاوه بر این، سلول ها را می توان در آزمایشگاه تکثیر کرد و در کشت سلولی نگهداری کرد. برای تولید سلول‌های hES معمولاً از بلاستوسیست‌هایی استفاده می‌شود که برای لقاح مصنوعی (لقاح آزمایشگاهی) تولید شده‌اند اما دیگر برای کاشت استفاده نمی‌شوند. در آلمان، تولید سلول های hES در آزمایشگاه ممنوع است. با این حال، واردات سلول های hES از کشورهای دیگر برای اهداف تحقیقاتی تحت شرایط سخت امکان پذیر است.

روش دیگر تولید سلول‌های بنیادی جنینی، شبیه‌سازی درمانی است که مبتنی بر انتقال هسته‌ای سلول سوماتیک (SCNT) است. در مورد یک سلول تخمک اهدایی، هسته سلول برداشته می شود و به جای آن از هسته سلول سوماتیک استفاده می شود. سلول های به دست آمده با این روش نیز پرتوان هستند. این روش تاکنون فقط بر روی سلول های حیوانی استفاده شده است.