سلول بنیادی چیست؟

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.
تحقیقات در زمینه سلول های بنیادی دو ویژگی مهم دارند كه آنها را از انواع سلول های دیگر متمایز می سازد:
۱- توان نوسازی سلول های نامتمایزی هستند كه توانایی تكثیر نامحدود خود را دارند و در حالت نامتمایز باقی بمانند.
۲- پرتوانی: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.
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.
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 های همانطور كه از نامشان مشخص است از جنین های ۴ 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.
سلول های بنیادی بالغین، سلول های نامتمایزی هستند كه در بین سلول های تمایز یافته بافت ها و ارگان های بدن انسان یافته 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 كه می توانند بافت های غضروف، استخوان، چربی، بافت های همبندی فیبروز را در بدن بسازند، است.
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 می 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.
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:
۱- 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.
۲- 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.
۳- سلول های مولد انسولین از سلول های بنیادی جنینی موش و انسان به دست آمده اند كه می توانند راهگشایی در درمان بیماری دیابت باشند.
۴- 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.
۵- 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.
۶- تبدیل سلول بنیادی به سلول های سازنده غضروف و استخوان
۷- تبدیل سلول بنیادی به سلول كبدی
۸- 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.

دكتر فاطمه فردوسی
روزنامه همشهری

سلولهای بنیادی (‏‎(stem Cell‏ سلول های اولیه ای هستند که قادر به ایجاد هر نوع سلولی در بدن هستند. این سلول ها می توانند تحت تأثیر بعضی شرایط فیزیولوژیک یا آزمایشگاهی به سلول هایی با عملکردهای اختصاصی مانند سلول های عضلانی قلب یا سلول های تولیدکننده انسولین در پانکراس و... تبدیل شوند.‏
● خصوصیات سلول های بنیادی
سلول های بنیادی با دیگر انواع سلول های موجود در بدن متفاوت هستند. از جمله خصوصیات مشترک این سلول ها:
۱) توانایی تکثیر و افزایش تعداد آنها برای مدت طولانی
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. ‏
۲) توانایی تمایز و تبدیل به سلول های تخصص یافته
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 منشا 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.‏‎
‎سلولهای بنیادی خود بر دو نوع هستند:
▪ سلولهای بنیادی جنینی
▪ سلولهای بنیادی بالغ
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) و سلول های استرومال( که می توانند بافت های غضروف، استخوان، چربی و بافت های همبندی فیبروز را در بدن بسازند). در اوایل دهه ۱۹۸۰ میلادی، دانشمندان توانستند سلول های بنیادی را از جنین ابتدایی موش جدا کنند. بیشتراین 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 عبارتند از: مغز استخوان، خون محیطی، مغز، عروق خونی، پالپ دندان، عضله اسکلتی، پوست، کبد، پانکراس، قرنیه، شبکیه، سیستم گوارش.‏
‏ 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 ۱۰۰ سلول 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 آن ها 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.
سلول های بنیادی بر اساس توانایی تکثیر و تمایز به انواع زیر تقسیم می شوند:‏‎
‎۱) 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 می باشد.‏
۲) 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.
‎۳) 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.‏
۴) 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
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 به‌سر می‌برند، در کنار تجویز داروهای سرکوب‌کننده سیستم ایمنی، از روش پیوند سلول‌های بندناف به‌عنوان یک روش کمکی استفاده کرد.
بر این اساس، این ایده در دنیا مطرح شده است که نمونه سلول‌های بندناف 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.‏



مهندس ریحانه نقابت شیرازی
ماهنامه مهندسی پزشکی و تجهیزات آزمایشگاهی

معرفي فناوري سلول‌هاي بنيادي و كاربردهاي آن


تعريف سلول‌هاي بنيادي و تقسيم‌بندي آن‌ها
سلول‌هاي بنيادي به آن دسته از سلول‌هاي بدن اطلاق مي‌شوند كه هنوز تمايز نيافته و براي كار ويژه‌اي تجهيز نشده‌اند. اين سلول‌ها داراي خاصيت خودتكثيري بوده و قابليت تمايز و تبديل شدن به انواع ديگر سلول‌هاي بدن را دارند. اين مشخصه سلول‌هاي بنيادي، نظر متخصصين مختلف را به خود معطوف داشته است، به‌طوري‌كه تحقيقات گسترده‌اي در اين خصوص صورت مي‌گيرد. امروزه سلول‌هاي بنيادي، اميد اول ترميم بافت‌هاي آسيب‌ديده و شايد در آينده ساخت اندام‌هاي انساني به شمار مي‌روند. به‌طور كلي سلول‌هاي بنيادي داراي دو خصوصيت عمده هستند: 1) قدرت تكثير نامحدود، 2) خصوصيت پُرتواني يا اصطلاحاً Pluripotency؛ به‌عبارت ديگر، اين سلول‌ها قادر هستند تا در محيط آزمايشگاهي انواع مختلفي از سلول‌ها را به‌وجود بياورند.سلول‌هاي بنيادي را با توجه به منشأ آن‌ها به دو دسته تقسيم مي‌كنند: سلول‌هاي بنيادي جنيني (Embryonic Stem Cells) كه در مراحل اوليه تشكيل جنين، از آن گرفته مي‌شود و سلول‌هاي بنيادي بالغ يا مزانشيمي (Adult Stem Cells) كه پس از تولد فرد و به‌ويژه از مغز استخوان آن گرفته مي‌شود.


تاريخچه توليد و استفاده از سلول‌هاي بنيادي
تلاش براي استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنيني از حدود 20 سال پيش با كار بر روي حيوانات به ويژه موش‌هاي آزمايشگاهي شروع شد. در طي اين سال‌ها، آزمايشات زيادي در جهت تبديل سلول‌هاي بنيادي جنيني موش به انواع سلول‌ها و پيوند زدن آنها صورت گرفت كه به موفقيت‌هاي قابل‌توجهي انجاميد. در جوار اين موضوع، سلول‌هاي بنيادي انسان نيز مورد توجه قرار گرفت تا اينكه بالاخره در سال 1998 اولين گزارش موفقيت‌آميز از تكثير و تمايز سلول‌هاي بنيادي جنيني انسان در آمريكا منتشر شد. اما با توجه به بروز برخي محدوديت‌ها در توليد و استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنيني (كه تلاش براي رفع آنها ادامه دارد) در چند سال اخير، موج جديدي از تحقيقات بر روي سلو‌ل‌هاي بنيادي بالغ شروع شد كه كماكان ادامه دارد.


ايران به‌عنوان يكي از معدود كشورهاي توليدكنندة سلول‌هاي بنيادي جنيني
فناوري توليد و پرورش سلول‌هاي بنيادي جنيني در دنيا كار جديدي است؛ به‌طوري‌كه پس از كشف سلول‌هاي بنيادي جنيني موش در سال 1981، اولين سلول‌هاي بنيادي جنيني انسان در سال 1998 تكثير شد. در اين ميان، پس از چند كشور پيشرفته نظير آمريكا، استراليا، اسرائيل، سنگاپور، انگلستان، ژاپن، سوئد، هند و كره‌جنوبي كه به فناوري تكثير و پرورش اين سلول‌ها دست پيدا كرده‌اند، ايران از جمله معدود كشورهايي است كه به اين مهم دست يافته است و لذا فاصله كشورمان در اين‌ مورد از ديگر كشورهاي پيشرو چندان زياد نيست.

منشأ سلول‌هاي بنيادي بالغ
سلول‌هاي بنيادي بالغ همان‌طور كه از نام‌شان مشخص است، پس از تولد از فرد گرفته مي‌شوند. براي مثال اين سلول‌ها را مي‌توان از بافت مغز استخوان يك فرد سالم تهيه كرد. البته بر اساس يافته‌هاي اخير، برخي معتقدند كه هر بافتي داراي سلول‌هاي بنيادي خاص خود است. به‌طور مثال، مشخص شده كه قلب، مغز و ماهيچه‌هاي اسكلتي هر كدام داراي سلول‌هاي بنيادي خاص خود هستند و همة اين سلول‌ها در بدن يك فرد بالغ وجود دارند. به‌عنوان مثال، سلول‌هاي بنيادي قلبي بيشتر در ناحيه اپيكس (Apex) قلب و سلول‌هاي بنيادي مغزي عمدتاً در ديوارة بطن مغز متمركز هستند. با اين حال دقيقاً مشخص نيست كه منشأ اين سلول‌هاي بنيادي گوناگون، چه سلولي است و آيا منشأ همه اين‌ها همان سلول‌هاي مغز استخوان هستند كه هر يك به سمت اندام‌ خاصي مهاجرت كرده و به سلول‌هاي بنيادي خاص آن تبديل مي‌شوند، يا منشأ ديگري براي آنها وجود دارد.


منشأ سلول‌هاي بنيادي جنيني
بن‌ياخته‌هاي جنيني در مرحله بلاستوسيست از تودة سلولي داخلي يا Inner Cell Mass گرفته مي‌شوند. بلاستوسيست يكي از مراحل دوران جنيني است كه به لحاظ مرفولوژي، شبيه يك توپ توخالي است.
سلول‌هاي محيط اين توپ تروفوبلاست (Trophoblast) هستند كه جفت را مي‌سازند. در داخل اين توپ هم تعدادي سلول جمع شده‌اند كه در مراحل بعدي، به جنين تبديل مي‌شوند. اگر اين تودة سلول‌هاي داخلي را برداشته و در محيط آزمايشگاهي كشت بدهند، بن‌ياخته‌هاي جنيني ايجاد مي‌شوند. اما هنوز دقيقاً مشخص نيست كه آيا اين توده سلول‌هاي داخلي منشأ بن‌ياخته‌هاي جنيني هستند، يا اين‌كه فرآيند مذكور، حاصل شرايط محيطي بوده و تودة سلول‌هاي داخلي در محيط آزمايشگاهي سلول‌هاي ديگري را مي‌سازند كه آن‌ها به بن‌ياخته‌ جنيني بدل مي‌شوند.

كاربردهاي سلول‌هاي بنيادي
1- كاربرد فعلي سلول‌هاي بنيادي
نكته بسيار مهمي كه بايد مورد توجه قرار گيرد آن است كه در حال حاضر، تنها كاربرد بالقوه سلول‌هاي بنيادي، ساخت سلول‌هاي مختلف و تا حدي بافت است. به‌عبارت ديگر، در حال حاضر سلول‌هاي بنيادي (بالغ و جنيني) را صرفاً مي‌توان براي ترميم بافت‌ها و اندام‌هاي آسيب‌ديده استفاده كرد. در يك جمله، مهم‌ترين كاربرد فعلي سلول‌هاي بنيادي، در سلو‌ل‌درماني يا Cell Therapy است و اين تصور كه مي‌توان از سلول‌هاي بنيادي براي توليد اندام‌هايي مثل قلب، كبد، كليه و غيره استفاده كرد، لااقل در شرايط فعلي اشتباه است.توليد اندام شرايط بسيار پيچيده‌اي را طلب مي‌كند كه در حال حاضر بشر تكنولوژي آن را در اختيار ندارد. زيرا براي اين منظور، اولاً بايد سلول‌ها را كشت صعودي داد؛ ثانياً بايد به سلول‌هايي كه در عمق كشت سلولي قرار گرفته‌اند، غذارساني كرد. يعني بايد كشت سلولي و غذارساني به آن‌ها در يك مقياس سه‌بعدي صورت گيرد، كه در حال حاضر امكان آن وجود ندارد. البته شايد بتوان در سال‌هاي آتي به اين امر نيز دست پيدا كرد.
از كاربردهاي بالقوه اين سلول‌ها در روش "سلول‌درماني" مي‌توان به ترميم بافت‌هاي آسيب ديده بدن از جمله غضروف، كبد، ماهيچه و غيره اشاره كرد كه مي‌تواند دامنه كاربرد سلول‌هاي بنيادي را در آينده افزايش دهد.


2- كاربرد‌هاي قريب‌الوقوع و مورد انتظار سلول‌هاي بنيادي در علوم پزشكي
هر چند استفاده از سلول‌هاي بنيادي، در مراحل اوليه خود به سر مي‌برد، اما متخصصان معتقدند در آينده‌اي نه‌چندان دور، اين سلول‌ها كاربردهاي وسيعي در علم پزشكي خواهند داشت. با اين اعتقاد، هم‌اكنون در اقصي نقاط جهان تحقيقات وسيعي در خصوص استفاده از سلول‌هاي بنيادي براي تأمين سلامت انسان در حال انجام است. در ذيل به چند نمونه از كاربردهاي نزديك به حصول سلول‌هاي بنيادي اشاره مي‌شود:


2-1- ترميم بافت‌هاي آسيب‌ديده قلب
امروزه شمار زيادي از مردم دنيا از بيماري‌هاي قلبي ناشي از آ?سيب‌ديدگي بافت‌هاي آن رنج مي‌برند كه بعضاً منجر به مرگ نيز مي‌شود. ترميم بافت‌هاي آسيب‌ديده، همواره يكي از دغدغه‌هاي پزشكان و متخصصان علوم پزشكي بوده و بهره‌گيري از سلول‌هاي بنيادي، اميد تازه‌اي در اين عرصه به وجود آورده است. متخصصان اميدوارند سلول‌هاي بنيادي را از مغز استخوان افراد بيمار (يا جنين نوظهور) استخراج و آنها را در محيط آزمايشگاه به سلول‌هاي قلبي تبديل نمايند و نهايتاً با تزريق اين سلول‌هاي تمايزيافته به بدن، امكان ترميم بافت‌هاي آسيب‌ديده قلب را فراهم آورند.
البته اين تكنيك هنوز در مرحله آزمايشگاهي است، اما موفقيت‌هاي به‌دست آمده در حيوانات آزمايشگاهي، احتمال بهره‌گيري از آن را در انسان قوت بخشيده است.


2-2- ترميم بافت‌هاي استخواني
در افرادي كه شكستگي وسيع استخوان دارند و يا كساني كه مورد عمل جراحي مغزي قرار گرفته و كاسه سر آنها برداشته شده و همچنين اشخاصي كه استخوان‌هاي آنها به‌كندي جوش مي‌خورد، از سلول‌هاي بنيادي براي جوش‌خوردگي سريع و جلوگيري از عفونت‌هاي بعدي استفاده مي‌شود. در اين تكنيك، سلول‌هاي بنيادي بالغ از فرد گرفته شده و در محيط آزمايشگاه به سلول‌هاي استئوپلاست (استخواني) تبديل مي‌شوند، سپس اين سلول‌ها در كنار بافت‌هاي آسيب‌ديده استقرار مي‌يابند تا باعث جوش‌خوردگي سريع اين بافت‌ها گردند. در اين مورد، سلول‌ها از خود شخص جدا مي‌شوند؛ بنابراين مشكل پس‌زدگي و عوارض جانبي را نيز در برندارد.تكنيك مذكور از مرحله آزمايشگاهي خارج شده و هم‌اكنون دركشورهاي پيشرفته دنيا از جمله آمريكا و ژاپن به طور عملي و كاربردي بر روي بيماران انجام مي‌شود.


2-3- درمان بيماري‌ها و ضايعات عصبي
پيشرفت‌هاي بشر در زمينه توليد، تكثير و تمايز سلول‌هاي بنيادي، اين اميد را به‌وجود آورده است كه بتوان از اين سلول‌ها در مداواي ضايعات عصبي مانند قطع نخاع و بيماري‌هاي عصبي همچون آلزايمر، پاركينسون، MS و غيره نيز بهره برد. در اين مورد نيز پس از تهيه سلول‌هاي بنيادي از شخص موردنظر، آن‌ها را به سلول عصبي تبديل نموده و براي ترميم يا مداوا مورد استفاده قرار مي‌دهند. البته بخش اعظم اين تكنولوژي، در مرحله آزمايشگاهي است؛ اما با پيشرفت‌هاي خوبي همراه بوده است. به‌عنوان مثال، طي گزارشي كه اخيراً منتشره شده، متخصصين فرانسوي موفق شدند با استفاده از سلول‌هاي بالغ، موش قطع نخاع شده‌اي را تا حدي بهبود بخشند كه قادر به حركت باشد ( البته نه با تعادل صددرصد). اين موضوع در صورتي‌كه با موفقيت نهايي توأم شود، انقلاب بزرگي در پزشكي به شمار مي‌رود.ضمن اينكه يك شركت آمريكايي بنام اورسي كه يك مركز تحقيقاتي خصوصي بوده و متخصصان ارشد جهان در زمينه سلول‌هاي بنيادي را گرد هم آورده، ادعا كرده است كه با استفاده از سلول‌هاي بنيادي خود شخص، قادر به مداواي بيماري‌هايي مانند آلزايمر، پاركينسون، MS و غيره مي‌باشد. البته در قبال آن هزينه‌‌هاي بالايي تا حد 100 هزار دلار دريافت مي‌نمايند.


2-4- ترميم سوختگي‌ها و ضايعات پوستي
جراحات پوستي ناشي از سوختگي‌ها يا صدمات ديگر، سالانه بسياري از بيماران را دچار مشكل مي‌كند. در روش معمول براي ترميم قسمت‌هاي صدمه‌ ديده، از پوست بخش‌هاي سالم بدن استفاده مي‌شود كه مشكلاتي را براي بيمار به‌وجود مي‌آورد. اما با استفاده از سلول‌هاي بنيادي مي‌توان سلول‌هاي پوستي را در محيط آزمايشگاه توليد نمود و درترميم بافت‌هاي صدمه ‌ديده از آن‌ها استفاده كرد. اين تكنولوژي در حال حاضر، كاربردي شده و توسط يكي از بيمارستان‌هاي انگلستان مورد استفاده قرار مي‌گيرد.


2-5- ترميم لوزالمعده (پانكراس) و ترشح انسولين
اخيراً متخصصان دانشگاه آلبرتا كانادا، موفق شده‌اند سلول‌هاي بنيادي بالغ را به سلول‌هاي پانكراس انساني تبديل نموده و به بيماران ديابتي منتقل نمايند. اين آزمايش بر روي 23 نفر انجام شد كه 16 نفر از تزريق انسولين بي‌نياز شدند. يادآوري مي‌شود كه اين پيوند از نوع اتولوگ بود (براي مداواي هر شخص از سلول‌هاي بنيادي خود وي استفاده شد) و مشكلات جانبي در بر نداشت.


2-6- آزمون تأثير داروهاي جديد
از جمله مشكلاتي كه همواره در مورد داروهاي سنتتيك جديد وجود دارد آن است كه اين تركيبات ممكن است روي سلول‌ها يا بافت‌هاي انساني تأثيرات منفي داشته باشند؛ اما به دليل مسايل اخلاق پزشكي، امكان ارزيابي‌هاي اولية آن‌ها بر روي انسان‌ وجود ندارد. به‌عنوان مثال، يك داروي سنتتيك قلبي ممكن است بر سلول‌ها يا بافت‌هاي قلبي تأثير نامطلوبي داشته باشد. در اين موارد مي‌توان سلول‌هاي قلبي يا هر بافت ديگر را با استفاده از سلول‌هاي بنيادي توليد نمود و داروهاي جديد را بر روي آن‌ها آزمايش كرد، بدون اين‌كه نياز به بررسي دارو در بدن انسان باشد. به‌عبارت ديگر، استفاده از سلول‌هاي بنيادي، انجام آزمايش‌هاي اوليه انساني را با سهولت بيشتر و همان دقت اوليه ممكن مي‌سازد. در اين خصوص سلول‌هاي بنيادي جنيني مي‌توانند كاربرد وسيعي داشته باشند.


2-7- استفاده از سلول‌هاي بنيادي بالغ براي طب پيوند
همان‌گونه كه قبلاً نيز اشاره شد، سلول‌هاي بنيادي بالغ كانديداي بسيار خوبي براي طب پيوند به‌شمار مي‌روند. در واقع مي‌توان اين سلول‌ها را از مغز استخوان يك فرد گرفته و دوباره به بخش آسيب‌ديدة بدن همان فرد پيوند زد. بنابراين چون اين سلول‌ها از خود فرد اخذ شده‌اند، مشكل رد پيوند به‌وجود نخواهد آمد.
البته اين مسأله در مورد سلول‌هاي بنيادي جنيني هم مشاهده شده است. به‌عنوان مثال، پيوند سلول‌هاي بنيادي جنيني قلب موش به موشي كه دچار سكته قلبي شده موجب بهبود حيوان گرديده است. اين نتايج، حتي در مورد پيوند سلول‌هاي بنيادي جنيني انسان به موش يا رت (نوعي موش آزمايشگاهي) قطع نخاع شده، بسيار اميدواركننده بوده و موجب برطرف شدن بسياري از علايم آسيب در حيوان شده است. ولي بايد توجه داشت كه يكي از محدوديت‌هاي سلول‌هاي بنيادي جنيني در طب پيوند، امكان رد شدن آن‌ها به‌دليل واكنش‌هاي ناسازگاري نسجي است.

2-8- تلاش براي توليد سلول‌هاي يونيورسال
از آنجا كه سلول‌هاي بنيادي جنيني ناميرا هستند، دانشمندان در تلاشند با مداخله و دست‌كاري ژن‌هاي مؤثر در پيوند و فاكتورهاي سازگاري نسجي (MHC) آن‌ها، ردة سلولي فراگير يا يونيورسال (Universal) توليد نمايند. به‌عبارت ديگر، با حذف ژن‌هاي سازگاري نسجي در سلول‌هاي بنيادي جنيني، سلول‌هايي توليد نمايند كه قابليت پيوند به تمام افراد را داشته باشند. اگر بتوان چنين سلول‌هايي را توليد كرد، به‌علت ناميرا بودن‌ آن‌ها، منبع لايزالي از سلول‌هاي يونيورسال خواهيم داشت كه به‌طور نامحدود قابليت نگهداري، تكثير و پيوند را دارا بوده و از اين راه مشكل پس‌زدگي پيوند حل خواهد شد. البته عليرغم كار و تحقيق گسترده در اين زمينه، هنوز كسي موفق به توليد ردة سلولي يونيورسال نشده و اين موضوع فعلاً در حد يك ايده است. علت اين امر آن است كه روند و مكانيسم انتقال ژن به درون سلول‌هاي بنيادي جنيني براي از كار انداختن يا اصطلاحاً Knock-out كردن ژن‌هاي مربوط به رد پيوند، ناشناخته و بسيار پيچيده است.
البته فرضية ديگري هم براي جلوگيري از دفع پيوند سلول‌هاي بنيادي جنيني انسان پيشنهاد شده است كه استفاده از هماتوپوئيتيك كايمريسم (Chimerism Hematopoietic) است. در اين شيوه اگر بخواهند به فردي، مثلاً سلول عصبي حاصل از سلول‌هاي بنيادي جنيني را پيوند بزنند، از همان سلول‌هاي بنيادي علاوه بر سلول‌هاي عصبي، يكسري سلول‌هاي خوني نيز توليد كرده و به گيرنده سلول‌هاي عصبي پيوند مي‌زنند و اصطلاحاً سيستم خوني فرد را كايمريك (ناهمسان) مي‌كنند. البته اين روش هم فعلاً به‌صورت يك ايده است؛ ولي در افراد دريافت‌كنندة پيوند، تا حدي اجرا مي‌شود. به‌طور مثال، امروزه براي كاهش دادن مشكل دفع پيوند در بيماران دريافت‌كنندة كليه، علاوه بر خود كليه، مقداري سلول خوني هم از فرد دهندة كليه گرفته شده و به بيمار گيرندة كليه، پيوند زده مي‌شود؛ بنابراين شايد بتوان در آينده از اين راهكار براي پيوند سلول‌هاي بنيادي نيز بهره جست.


2-9- كاربرد سلول‌هاي بنيادي جنيني براي توليد ساده‌تر حيوانات تراريخته
از جمله قابليت‌هاي بسيار مهم سلول‌هاي بنيادي جنيني آن است كه برخلاف سلول‌هاي بنيادي بالغ، امكان توليد يك فرد كامل توسط آن‌ها وجود دارد. البته بايد توجه داشت كه اين فرآيند با تكنيك همسانه‌سازي يا كلونينـگ (Cloning) كاملاً متفاوت است. به‌عبارت ديگر، با استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنيني مي‌توان حيوانات تراريخته (Transgenic) ويژه‌اي با خصوصيات مورد نظر توليد نمود. لازم به ذكر است كه براي توليد حيوانات تراريخته، دو راه وجود دارد؛ راه اول كه معمولاً متداول است، تزريق ژن مورد نظر به درون پيش‌هسته (Pronucleous) نر و انتقال سلول تخم لقاح يافته (زيگوت) به لوله رحم حيوان ماده است. اما راه دوم كه در واقع همان استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنيني است، در مقايسه با روش اول بازده بسيار بالاتري داشته و روش انجام آن نيز ساده‌تر است. در اين روش، ژن مورد نظر را با استفاده از پالس‌هاي الكتريكي يا الكتروپوريشن (Electroporation)، به داخل سلول‌هاي بنيادي جنيني انتقال داده و سپس سلول‌هاي بنيادي تراريخته را به درون بلاستوسيست حيوان تزريق كرده و طي نسل‌هاي متوالي، حيوان مورد نظر را به‌ دست مي‌آورند. اين فرآيند كاملاً با فرآيند Embryo Cloning يا Reproductive Cloning متفاوت است؛ چرا كه در بحث كلونينگ، يك تخمك اخذ شده و پس از تخليه هستة آن، هسته يك سلول غيرجنسي (سوماتيك) را كه از همان فرد يا فرد ديگري گرفته شده، با آن جايگزين مي‌كنند.
نكته ديگر اين‌كه توليد يك فرد كامل با استفاده از سلول‌هاي بنيادي، فقط با استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنيني امكان‌پذير است. البته مي‌توان از سلول‌هاي بنيادي بالغ يا سلول‌هاي سوماتيك (غيرجنسي) بزرگسالان هم براي اين منظور استفاده كرد كه در اين صورت بايد از روش كلونينگ استفاده نمود؛ ولي در مورد سلول‌هاي بنيادي جنيني نيازي به كلونينگ نيست.


2-10- استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنيني براي توليد اسپرم و تخمك
سلول‌هاي بنيادي جنيني به واسطة ويژگي پُرتواني بالا، قادرند به انواع مختلفي از سلول‌ها تبديل شوند. حتي بر اساس گزارش‌هاي اخير، محققان توانسته‌اند در شرايط آزمايشگاهي، با استفاده از اين سلول‌ها، تخمك و اسپرم نيز تهيه كنند. اين توانايي كه بتوان سلولي مانند اسپرم يا تخمك توليد نمود كه تقسيم ميوز انجام داده و زايا باشد، از ارزش بسيار بالايي برخوردار است. اين ايده روش بسيار ارزشمندي است كه در آينده، تحول بسيار بزرگي در درمان افراد نابارور ايجاد خواهد كرد.

برخي از مزايا و محدوديت‌هاي سلول‌هاي بنيادي جنيني و بالغ
1- اخلاق زيستي (Bioethic)
سلول‌هاي بنيادي جنيني، از جنين زنده گرفته مي‌شود، بنابراين در بسياري از كشورها استخراج آنها ممنوع است؛ زيرا از بين بردن جنيني كه قابليت تبديل شدن به يك انسان را دارد در حكم قتل نفس تلقي مي‌شود. به‌عنوان مثال، در كشور آلمان اين عمل ممنوع بوده و در كشور انگلستان نيز تا چندي پيش، اجازة تحقيقات در اين خصوص داده نشده بود. اما در مقايسه با سلول‌هاي بنيادي جنيني، سلول‌هاي بنيادي بالغ از فرد بالغ گرفته شده و چون استخراج آن‌ها از بدن فرد موجب مرگ وي نمي‌شود، در نتيجه با اين محدوديت مواجه نيستند.همچنين يكي از كاربردهاي بالقوة هر دو دسته از سلول‌هاي بنيادي، همسانه‌سازي انسان به روش كلونينگ (Cloning) است كه بحث‌هاي اخلاقي زيادي را به خود معطوف داشته است. در اكثر كشورهاي جهان كاربرد سلول‌هاي بنيادي، با هر منشأ كه باشد، براي همسانه‌سازي انسان ممنوع است. در عين حال، ساير كاربردهاي بالقوه و بالفعل سلول‌هاي مذكور در عرصة پزشكي در اقصي‌ نقاط جهان به شدت مورد توجه و تحقيق هستند.


2- پس‌زدگي
با توجه به اينكه از سلول‌هاي بنيادي بالغ هر بيمار مي‌توان جهت مداواي خودش استفاده كرد، بنابراين، پس از تزريق آن‌ها به بدن بيمار، سيستم ايمني بدن فرد، سلول‌هاي مذكور را به‌عنوان يك سلول يا بافت بيگانه تلقي نكرده و مشكل پس‌زدگي يا رد پيوند به‌وجود نمي‌آيد. شايان ذكر است، پس‌زدگي، يكي از محدوديت‌هاي عمده پيش روي محققان در بهره‌گيري از سلول‌هاي بنيادي جنيني است، زيرا آنتي‌ژن‌هاي سازگاري نسجي اين سلو‌ل‌ها با شخص گيرنده يكي نبوده و احتمال پس‌زدگي آن‌ها بالا مي‌رود. البته تحقيقاتي در حال انجام است كه مولكول‌هاي عرضه‌كنندة آنتي‌ژن‌ها را فرونشانند (suppress) تا اين مشكل رفع شود.


3- تمايز
سلول‌هاي بنيادي جنيني داراي قدرت تكثير و تمايز بالايي هستند، به‌گونه‌اي‌كه بعضاً بدون اعمال تيمار خاصي، خودبه‌خود به سلول‌هاي ديگر تبديل مي‌شوند. بنابراين بايد جلوي تمايز ناخواسته و تصادفي آنها گرفته شود تا تبديل به بافت‌هاي ديگر نشوند.
سلول‌هاي بنيادي بالغ نيز در محيط كشت، علاقه به تكثير شدن دارند و با اعمال تيمارهاي خاص در مسير تمايز هدفمند قرار مي‌گيرند.
بنابراين، يكي از مشكلات عمده در رابطه با تكثير و تمايز سلول‌هاي بنيادي (جنيني و بالغ) اين است كه جهت‌دهي و هدايت مسير تمايز اين سلول‌ها به سلول‌هاي ديگر، قدري سخت و ناشناخته است؛ در حالي‌كه اگر مسير تكثير و تمايز شناسايي شود، مي‌توان به چگونگي پيدايش سلول‌هاي مختلف پستانداران در دوران جنيني نيز پي برد و هم‌چنين از اين طريق مي‌توان ژن‌هاي دخيل در تكوين سلول‌هاي مختلف (نظير قلب، اعصاب و غيره) را شناسايي نمود. در اين‌جا مزيت سلول‌هاي بنيادي جنيني بر سلول‌هاي بنيادي بالغ آن است كه سلول‌هاي بالغ چنين اطلاعاتي را به ما نمي‌دهند.


4- ناهماهنگي Arithmy
زماني‌كه از سلو‌ل‌هاي بنيادي جنيني براي ترميم بافت‌هاي آسيب‌ديدة قلب استفاده مي‌شود، در برخي موارد، ناهماهنگي بين بافت قلب و بافت ترميم‌شده به وجود مي‌آيد. زيرا در اين حالت، سلول‌هاي بنيادي جنيني كه با بافت قلبي هموژني كامل ندارند؛ به سلو‌ل‌هاي قلبي تبديل شده‌اند. اين مسأله باعث مي‌شود در د ضربان اين دو قسمت ناهمخواني پيش آيد و ريتم ضربان قلب به هم بخورد. مشكل ناهماهنگي در برخي از آزمايشاتي كه روي موش‌ها انجام‌شده، ديده شده است.
اما اين مشكل در مورد سلول‌هاي بنيادي بالغ، كه از خود فرد بيمار دريافت شده‌اند، به چشم نمي‌خورد.


5- قدرت تكثير و ناميرا بودن
يكي از مهم‌ترين خصوصيات سلول‌هاي بنيادي جنيني اين است كه ناميرا هستند؛ يعني برخلاف سلول‌هاي بنيادي بالغ كه ميرا بوده و پس از چند مرحله كشت و تكثير، دچار فرآيند پيري مي‌شوند، سلول‌هاي بنيادي جنيني داراي بقاي زيادي بوده و پير نمي‌شوند. سلول‌هاي بنيادي بالغ، عليرغم اين‌كه قابليت تكثير و تمايز در محيط آزمايشگاه را دارند، اما نكتة جالب آن است كه تعداد تكثيرشان در شرايط آزمايشگاهي، محدود است، يعني در شرايط مذكور تنها مي‌توان آن‌ها را 30 و يا حداكثر 50 بار وادار به تقسيم كرد. پس از آن، اين سلول‌ها دچار فرآيند پيري شده و امكان تكثير را از دست مي‌دهند. با اين حال مي‌توان از تمايز اين سلول‌ها، رده‌هاي ديگري از سلول‌ها نظير سلو‌ل‌هاي چربي، سلول‌هاي استخواني، غضروفي و يا حتي سلول‌هاي قلبي و عصبي را توليد كرد.


6- قدرت پُرتواني
ويژگي ديگر سلول‌هاي بنيادي جنيني در مقايسه با سلول‌هاي بنيادي بالغ اين است كه داراي قدرت پُرتواني (Pluripotency) بسيار بيشتري هستند. به‌عبارت ديگر، در محيط آزمايشگاهي، قدرت تمايز اين سلول‌ها به انواع ديگر سلول‌ها، بيش از سلول‌هاي بنيادي بالغ است.


برخي ديگر از مزاياي سلول‌هاي بنيادي جنيني
- در مقايسه با سلول‌هاي بنيادي بالغ، توانايي تمايز و توليد انواع بيشتري از سلول‌ها را دارند.
- كنترل مراحل رشد و تمايز آن‌ها، ساده‌تر از سلول‌هاي بنيادي بالغ است.
- به علت فراواني نسبتاً بيشتر، جداسازي آن‌ها راحت‌تر از سلول‌هاي بنيادي بالغ است.
- دانش بدست آمده از سلول‌هاي بنيادي جنيني حيوانات، در مطالعات انساني نيز كاربرد دارد.
- تحقيقات انجام شده بر روي سلول‌هاي بنيادي جنيني، موجب ارتقاء تكنيك‌هاي تكثير و استفاده از سلول‌هاي بنيادي بالغ مي‌شود.

تحقيقات فعلي و چشم‌اندازهاي آينده
هم‌اكنون، اغلب محققاني كه در اقصي نقاط دنيا سرگرم مطالعة سلول‌هاي بنيادي هستند چند موضوع خاص را در رابطه با اين سلول‌ها پي‌گيري مي‌كنند:
1. درك صحيح از مراحل رشد و تمايز سلول‌هاي بنيادي
2. شناسايي، جداسازي و خالص‌سازي تيپ‌هاي مختلف سلول‌هاي بنيادي
3. جهت‌دار كردن تمايز سلول‌هاي بنيادي به‌منظور تبديل آن‌ها به سلول‌هاي مورد نياز جهت درمان بيماري‌ها
4. ايجاد قابليت پيوند در اين سلول‌ها
5. پيشگيري از پس‌زدگي پيوند سلول‌هاي بنيادي
6. تكثير سلول‌هاي بنيادي در مقياس صنعتي و زياد
7. تأييد نتايج موفقيت‌آميز بررسي‌هاي حيواني در آزمايش‌هاي انساني
8. عملكردي يا فانكشنال كردن سلول‌هاي توليدي
9. افزايش كارايي يا Efficiency سلول‌هاي بنيادي

جايگاه و وضعيت ايران در زمينة سلول‌هاي بنيادي

خوشبختانه همگام با پيشرفت‌هاي اخير دنيا در زمينة سلول‌هاي بنيادي، اين موضوع در كشور ما نيز مورد توجه قرار گرفته و فعاليت‌هاي خوبي توسط چند مركز پژوهشي و دانشگاهي در اين مورد، انجام گرفته است. براي مثال، عليرغم مشكلات موجود، محققان كشورمان در پژوهشكدة رويان و دانشكده پزشكي دانشگاه تربيت مدرس تحقيقات ارزنده‌اي در اين‌ باره انجام داده‌اند كه دستاوردهاي ارزشمندي به‌همراه داشته است. در ادامه به معرفي گوشه‌اي از اين تلاش‌ها و جايگاه ايران در اين عرصه مي‌پردازيم:


الف) پژوهشكدة رويان
پژوهشكده علوم سلولي و ناباروري رويان، يكي از مراكز تحقيقاتي وابسته به جهاد دانشگاهي كشور است كه در زمينة بهداشت باروري و ناباروري و علوم توليد‌مثل فعاليت مي‌كند. اين مركز در كنار فعاليت‌هاي درماني و سرويس‌دهي به زوج‌هاي نابارور، بخش اصلي فعاليت‌هاي خود را در حوزة امور پژوهشي و آموزشي متمركز كرده و در قالب چندين گروه تخصصي به تحقيق در زمينة علوم باروري و توليد‌مثل مي‌پردازد.
محققان اين پژوهشكده در كنار موفقيت‌هايي نظير تولد اولين مورد نوزاد با استفاده از جنين منجمد در ايران (سال 1375) و تولد اولين نوزاد حاصل از روش ICSI با استفاده از اسپرم منجمد شدة يك فرد بيضه‌برداري شده (سال 1378)؛ اخيراً توانستند با كشت و تكثير نخستين رده از سلول‌هاي بنيادي جنيني انسان (بن‌ياخته‌هاي جنيني) در ايران (سال 1382) به فناوري توليد سلول‌هاي بنيادي جنين انسان دست پيدا كنند. گزارش اين پروژه در شهريور ماه 1382 در جلسه‌اي خدمت مقام معظم رهبري نيز ارايه گرديد.


سابقه تحقيقات پژوهشكده رويان در زمينه سلول‌هاي بنيادي جنيني
پژوهشكدة رويان در كنار اراية خدمات درماني به زوج‌هاي ناباروركه از سال 1370 آغاز شده و هم‌چنان ادامه دارد، بخش عمده‌اي از فعاليت‌ها و نيروي خود را در امر پژوهش متمركز نموده است. فعاليت‌هاي پژوهشي اين مركز كه از سال 1372 آغاز شده، در قالب پنج گروه تخصصي شامل "جنين‌شناسي"، "ژنتيك ناباروري"، "ناباروري مردان"، "ناباروري زنان" و "بهداشت و اپيدميولوژي" انجام مي‌گيرد. البته به تازگي، گروه پژوهشي سلول‌هاي بنيادي نيز از سوي دفتر مركزي جهاد دانشگاهي مورد تصويب قرار گرفته است.
در گروه جنين‌شناسي، روي كشت جنين در شرايط آزمايشگاهي و بررسي خصوصيات سلولي و مولكولي آن كار مي‌شود. البته اغلب تحقيقاتي كه تاكنون صورت گرفته، مطالعة ويژگي‌هاي سلولي بوده است. محققان اين بخش كه تقريباً از سال‌هاي 1374 و 1375، كار روي جنين و سلول‌هاي جنيني را آغاز نموده‌اند، در سال 1379، پروژه‌اي را تحت عنوان "سلول‌هاي بنيادي" يا Stem Cells در پژوهشكدة رويان مطرح كردند. در سال 1381، يكي از محققان اين مركز، براي ادامه تحقيقات در زمينه توليد و پرورش سلول‌هاي بنيادي جنيني، عازم يكي از دانشگاه‌هاي استراليا شده و طي دورة پژوهشي خود، موفق به توليد چهار رده مختلف از سلول‌هاي بنيادي جنيني موش شدند. اين رده‌هاي سلولي به‌ترتيب Royan C3،Royan C1 ،Royan B2 و Royan B1 نامگذاري شده‌اند. كلمه رويان (Royan) يا جنين، معادل فارسي كلمه Embryo است. حرف B نشان‌دهنده آن است كه اين سلول‌ها از نژاد موشي Black/6 يا C57BL/6 استخراج شده و حرف C نشان‌دهنده استخراج سلول از نژاد موشي Balb/c است.
پس از بازگشت محقق يادشده به ايران، آزمايشگاهي تحت عنوان "آزمايشگاه بن‌ياخته‌ها"، در پژوهشكده راه‌اندازي شده و تحقيق بر روي سلول‌هاي بنيادي جنين انسان در آنجا شروع شد. خوشبختانه مجموعة اين فعاليت‌ها باعث شد تا كشور ما در سال گذشته به توانايي توليد و پرورش سلول‌هاي بنيادي جنيني انسان دست پيدا كند.


برخي از فعاليت‌هاي پژوهشكده رويان در زمينه سلول‌هاي بنيادي جنيني
تحقيقات و فعاليت‌هاي پژوهشكده بر روي اين سلول‌ها در چند محور متمركز است: توليد سلول‌هاي عضلاني قلب، توليد سلول‌هاي عصبي، توليد سلول‌هاي خون‌ساز و توليد سلول‌هاي مولد هورمون انسولين با استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنيني در محيط آزمايشگاهي.
براساس اظهارات محققان پژوهشكده، در مورد سلول‌هاي عصبي موفقيت‌هاي بسيار خوبي به‌دست آمده است؛ به‌طوري‌كه با تمايز سلول‌هاي بنيادي جنيني، كلاف‌هاي بسيار بزرگي از سلول‌هاي عصبي ايجاد مي‌شوند. اما متأسفانه به دليل كمبود امكانات، هنوز امكان ارزيابي عملكرد و خصوصيات الكتروفيزيولوژيك اين سلول‌هاي عصبي فراهم نشده است. البته سلول‌هاي عصبي مذكور با استفاده از تست‌هاي ويژه مثل ايمونوهيستوشيمي (Immunohistochemistry) و آنتي‌بادي برعليه پروتئين‌هاي ويژة سلول‌هاي عصبي، شناسايي و مورد تأييد قرار گرفته‌اند. به‌عنوان نمونه، با استفاده از اين تست‌ها پروتئين‌هاي Neuron Specific Enolase وMicrotubule Associated Protein 2 در سلول‌هاي عصبي شناسايي و تأييد شده‌اند.
در مورد سلول‌هاي قلبي تمايز داده شده از سلول‌هاي بنيادي جنيني هم علاوه بر مشاهده ضربان در سلول‌هاي حاصل، با استفاده از مطالعات فراساختماني (Ultra Structure)، ساختار سلول‌هاي عضلاني قلبي از لحاظ وجود ساختار ساركومري (Sarcomere)، تشكيل Z-disk، I-band، A-band و ديسك اينتركاله (Intercalated Disk) مورد ارزيابي و تأييد قرار گرفته است. همچنين همانند سلول‌هاي عصبي با استفاده از آنتي‌بادي‌هاي ويژه و تست‌هاي ايمونوهيستوشيمي، پروتئين‌هاي خاص سلول‌هاي قلبي مورد شناسايي قرار گرفته‌اند. حتي با به‌كارگيري داروهاي افزايش‌دهنده يا كاهش‌دهندة ضربان سلول‌هاي قلبي، تجلي گيرنده‌ها در سطح اين سلول‌ها نشان داده شده‌اند.
آنتي‌ژن‌هاي سطحي سلول‌هاي بنيادي جنيني پرورش يافته در پژوهشكده نيز مورد ارزيابي قرار گرفته است. به‌عنوان مثال، سلول‌هاي بنيادي جنيني بايد فاكتوري بنام اوكت چهار (Oct-4) را بيان ‌كنند كه وجود اين تركيب در سلول‌هاي مذكور ارزيابي شد.
يكي از مهم‌ترين خصوصيات سلول‌هاي بنيادي جنيني، قابليت تبديل شدن آنها به مشتقات اكتودرم، مزودرم و اندودرم است. به‌عنوان مثال، يكي از ماركرهاي شاخص در مرحله اندودرمي، توليد آلفافيتوپروتئين (Alpha-feto-protein) است كه در سلول‌هاي تكثير شده، توليد اين پروتئين نيز مورد بررسي قرار گرفت.
اخيراً نيز محققان پژوهشكده موفق شدند با تمايز جهت‌دار سلول‌هاي بنيادي جنيني انسان, سلول‌هاي بخش اندوكريني پانكراس را توليد كنند (براساس اظهارات محققان پژوهشكده، اين موفقيت براي اولين بار در جهان به‌دست آمده است). سلول‌هاي بخش اندوكريني پانكراس انساني شامل سلول‌هاي مولد انسولين انساني, سلول‌هاي مولد هورمون گلوكاگون, سوماتواستاتين و پانكراتين پلي‌پپتيدي است. اين تحقيق با روش‌هاي ايمونوهيستوشيمي و راديوايمونواسي ارزيابي و آزمايش شده كه نتايج رضايت‌بخشي داشته است. اين موفقيت يك گام مهم براي درمان بيماران “ديابت نوع يك” در جهان محسوب مي‌شود و اين اميد را به‌وجود آورده است كه در آينده‌اي نه‌چندان دور، با پيوند سلول‌هاي انسولين‌ساز به انسان، راه درمان قطعي بيماري “ديابت نوع يك” هموار گردد.


ب) دانشكده پزشكي دانشگاه تربيت مدرس
گروه هماتولوژي دانشكدة پزشكي دانشگاه تربيت مدرس نيز از جمله مراكز دانشگاهي كشور است كه فعاليت‌هايي را در زمينة سلول‌هاي بنيادي انجام داده و هم‌اكنون نيز طرح‌هايي در اين راستا انجام مي‌دهد.
تكثير سلول‌هاي بنيادي بند ناف و تمايز سلول‌هاي بنيادي بالغ به سلول‌هاي قلبي، عصبي و استخواني، از جمله دستاوردهاي محققان اين گروه در زمينة سلول‌هاي بنيادي مي‌باشد. در ادامه، هر كدام از موارد فوق با تفصيل بيشتري مورد بررسي قرار مي‌گيرند.

برخي از فعاليت‌هاي دانشگاه تربيت مدرس در زمينه سلول‌هاي بنيادي بالغ

1- تكثير سلول‌هاي بنيادي بند ناف به منظور درمان افراد سرطاني
يكي از مشكلات پيوند مغز استخوان، عدم سازگاري نسجي (MHC) شخص گيرنده با شخص دهنده است. اين موضوع يعني "ناسازگاري نسجي"، حتي ممكن است باعث مرگ شخص گيرنده شود. از طرفي به‌دليل كمبود تعداد افراد داوطلب براي اهداي مغز استخوان، امكان يافتن نمونه‌هاي سازگار با فرد بيمار دشوار است.
از آنجايي‌كه سلول‌هاي بنيادي بند ناف، در مراحل اولية تكامل قرار دارند، سازگاري آن‌ها با شخص گيرنده بيشتر است و در زمان انتقال به شخص بيمار، كمتر پس‌زده (Rejection) مي‌شوند. بنابراين با تبديل سلول‌هاي بنيادي بند ناف به سلول‌هاي مغز استخوان و پيوند آنها به بيمار مي‌توان تا حد زيادي با مشكل پس‌زدگي مقابله نمود؛ ضمن اينكه اين سلول‌هاي بنيادي، از خون بند ناف و بلافاصله بعد از تولد نوزاد جداسازي مي‌شوند (بند ناف بعد از تولد از نوزاد جدا شده و دور انداخته مي‌شود) و لذا بعيد است كه مشكلات اخلاقي خاصي داشته باشند.از ديگر مزاياي سلول‌هاي بنيادي بند ناف، مي‌توان به "فقدان عفونت ويروسي" و "سرعت بهبود" اشاره كرد (پس از پيوند اين سلول‌ها به مغز استخوان، مدت زمان خون‌سازي و بهبود بيماران كمتر است).
تنها مشكل سلول‌هاي بنيادي بند ناف آن است كه تعداد آنها بسيار كم است و لذا بايد اين سلول‌ها پس از استخراج در شرايط آزمايشگاهي تكثير شوند تا بتوان به‌صورت كاربردي از آنها استفاده نمود. هم‌اكنون در دنيا تحقيقات زيادي در خصوص استخراج و تكثير اين سلول‌ها از بند ناف صورت مي‌گيرد. در واقع استخراج و تكثير سلول‌هاي بنيادي از بند ناف، اولين مرحله جهت تبديل آن‌ها به بافت‌هاي ديگر و نهايتاً بهره‌گيري از آن‌ها براي درمان بيماري‌ها به‌شمار مي‌رود.
اين موضوع در دانشگاه تربيت مدرس مورد توجه قرار گرفته و به‌صورت يك طرح مشترك با همكاري بيمارستان دكتر شريعتي در حال انجام است و موفقيت‌هاي نسبتاً خوبي در زمينه استخراج و تكثير آن‌ها در آزمايشگاه به‌دست آمده است.


2- تبديل سلول‌هاي بنيادي بالغ به سلول‌هاي قلبي
در دانشگاه تربيت مدرس، سلول‌هاي بنيادي بالغ در محيط‌هاي كشت ويژه به سلول‌هاي قلبي تبديل شده‌اند كه داراي ضربان خاص اين سلول‌ها بوده‌اند. براي مستندسازي بهتر، مراحل مختلف تمايز از يك سلول بنيادي به سلول قلبي، توسط ميكروسكوپ فاز معكوس فيلمبرداري و به رايانه منتقل شده است. ضمن اينكه محققان اين مركز، جهت تشخيص تمايز و تشكيل سلول‌هاي قلبي، فقط به داشتن ضربان آن‌ها اكتفا نكرده و تست‌هاي تكميلي را در اين خصوص انجام داده‌اند. يك سلول قلبي (يا هر سلول ديگري) علاوه بر شكل ظاهري (مورفولوژي) بايد داراي يك سري خصوصيات فيزيولوژيك و مولكولي نيز باشد؛ به‌طوري‌كه در مجامع علمي براي اثبات توليد يك سلول قلبي (يا هر سلول ديگري) بايد مستندات فيزيولوژي و مولكولي آن نيز در كنار مستندات مورفولوژيك ارايه شود. بر همين مبنا، آزمون‌هاي زير توسط محققان دانشگاه تربيت مدرس انجام شده است:
الف- در روزهاي اولية تمايز، از سلول‌ها برش‌هاي ميكروسكوپي تهيه و توسط ميكروسكوپ الكتروني بررسي شد كه تشكيل ميوفيلامنت‌ها (Myofilaments) مورد تأييد قرار گرفت. علاوه بر اين، ژن‌هاي Alpha myosin heavy chain و Beta myosin heavy chain و چند ژن ديگر كه مشخصه يك سلول قلبي انسان هستند (ژن‌هاي اختصاصي سلول قلبي انسان) توسط تكنيك RT- PCR مورد بررسي و تأييد قرار گرفت.
ب- محققان دانشگاه تربيت مدرس، كاريوتايپ سلول‌هاي قلبي توليدشده را تهيه و مورد بررسي قرار داده‌اند تا شكستگي‌هاي كروموزومي يا تنوع عددي كروموزوم‌ها (پلوئيدي) نيز در صورت بروز مشخص شوند؛ اما چنين تنوعي در كروموزوم‌ها مشاهده نشده و تمام سلول‌هاي مورد بررسي از اين لحاظ سالم و بدون تغيير بودند.
ج- يكي ديگر از آزمون‌هاي مورد نياز براي تأييد موفقيت در اين تحقيق، تست مولكول‌هاي لانه‌گزيني است. اين مولكول‌ها باعث مي‌شوند سلول‌هاي قلبي توليدشده، وقتي به بدن تزريق شدند در محل اصلي خود استقرار يابند و در بدن سرگردان نشوند. لذا در اين تحقيق نيز وجود مولكول‌هاي لانه‌گزيني توسط فلوسايتومتري مورد بررسي قرار گرفت. براساس نتايج اعلام شده توسط اين گروه، حدود 45 درصد از سلول‌ها داراي مولكول‌هاي لانه‌گزيني بودند؛ يعني در صورت تزريق در محل مورد نظر، استقرار خواهند يافت. نكته مهم اين است كه بقيه سلول‌ها (55 درصد) چون از سلول‌هاي بالغ همان فرد استخراج شده‌اند، سيستم دفاعي بدن را نيز تحريك نمي‌نمايند و از اين حيث براي شخص موردنظر مشكلي فراهم نمي‌كنند و معمولاً توسط اندام‌هاي تصفيه‌كننده بدن مانند طحال دفع مي‌شوند.


3- تبديل سلول‌هاي بالغ به سلول‌هاي عصبي
توليد سلول‌هاي عصبي با استفاده از سلول‌هاي بنيادي بالغ نيز در دانشگاه تربيت مدرس در حال انجام است. در اين خصوص مراحل تبديل و تمايز سلول‌ها با موفقيت انجام شده، به ويژه مرحله تمايز نهايي كه منجر به تغيير شكل سلول‌هاي بنيادي به صورت يك سلول عصبي مي‌شود (تغيير مورفولوژي) به 4 تا 5 ساعت تقليل داده شده كه تمام اين مراحل در آزمايشگاه بيوتكنولوژي انستيتو پاستور ايران فيلمبرداري گرديده است. البته در اين مورد نيز تنها به مورفولوژي اكتفا نشده و تست‌هاي مولكولي خاص سلول‌هاي عصبي انجام شده است كه تشكيل سلول‌هاي عصبي از سلول‌هاي بنيادي بالغ را تأييد مي‌نمايد. يكي از تست‌ها، آزمون وجود پروتئين Neuron Specific Enolase مي‌باشد كه توسط رنگ‌آميزي مورد مطالعه قرار گرفته است.
علاوه بر اين‌، بر اساس اظهارات محققان طرح، در نظر است كه سلول‌هاي عصبي توليد‌شده، مورد آزمون الكتروفيزيولوژيك قرار گيرند تا نحوه تحريك آن‌ها در مقابل جريان الكتريسيته (پالس الكتريكي) مشخص شود. در اين خصوص با دانشگاه شهيد بهشتي هماهنگي صورت گرفته كه با توجه به وجود امكانات مقتضي در آن دانشگاه، آزمون مذكور در آنجا صورت گيرد.


4- توليد سلول استخواني با استفاده از سلول‌هاي بنيادي بالغ
با توجه به اهميت تبديل و تمايز سلول‌هاي بنيادي بالغ به سلول‌هاي استخواني و كاربرد آن در ترميم بافت‌هاي استخواني آسيب‌ديده، اين مورد نيز در دانشگاه تربيت مدرس مورد توجه قرار گرفته است. تاكنون مراحل اوليه تمايز با موفقيت انجام شده است و براي تشخيص كلسيته شدن در اين سلول‌ها، از تست اختصاصي آن يعني آليزانيد و براي تعيين و تأييد تمايز، از آزمون آلكالان‌فسفاتاز استفاده شده است، كه هر دوي اين آزمون‌ها روند تمايز را مورد تأييد قرار داده‌اند. علاوه بر اين‌ها نمونه‌هاي ميكروسكوپي سلول‌ها توسط ميكروسكوپ الكتروني مورد بررسي قرار خواهند گرفت.برنامه‌هاي آتي پژوهشگران دانشگاه تربيت مدرس
از جمله اهداف آينده محققان اين دانشگاه مي‌توان به توليد سلول‌هاي غضروفي و پوستي با استفاده از سلول‌هاي بنيادي بالغ اشاره كرد. البته بر اساس اظهارات اين گروه، مراحل اوليه توليد سلول‌هاي غضروفي در ماه‌هاي اخير شروع شده است. شايان ذكر است كه در صورت موفقيت، از اين تكنيك مي‌توان براي ترميم غضروف‌ها و مفاصل آسيب‌ديده استفاده نمود. مورد دوم يعني توليد سلول‌هاي پوستي نيز جزو اهداف آينده گروه محسوب مي‌شود كه در صورت تحقق شرايط و جذب امكانات انجام خواهد شد.

برخي مشكلات موجود در عرصه تحقيقات سلول‌هاي بنيادي
1- عدم تصويب به‌موقع طرح‌ها
متأسفانه در كشور ما تصويب طرح‌هاي تحقيقاتي و تخصيص بودجه‌هاي آن به كندي صورت مي‌گيرد، بنابر اين دور از انتظار نيست كه طرح‌هاي تعريف شده در حوزة سلول‌هاي بنيادي نيز گرفتار چنين مشكلي باشند. براي مثال، بر اساس اظهارات يكي از محققان دانشگاه تربيت مدرس، اغلب تحقيقاتي كه تاكنون در اين دانشگاه بر روي سلول‌هاي بنيادي صورت گرفته، با هزينه‌هاي شخصي، كمك‌هاي برخي از مسئولان دانشگاه و كمك برخي از مراكز همچون بيمارستان شهيد بهشتي و انستيتو پاستور ايران به ثمر نشسته‌اند. به‌عبارت ديگر، اغلب تحقيقات مذكور، خارج از حيطه طرح‌هاي تحقيقاتي مصوب و به‌صورت خودجوش انجام شده‌اند.


2- نياز به بودجه‌هاي بالا و امكانات پيشرفته
تحقيق در زمينة سلول‌هاي بنيادي همانند ساير عرصه‌هاي علمي جديد، نيازمند حمايت‌هاي مالي و برخورداري از يك‌سري امكانات و ابزار اوليه است. بديهي است در صورت عدم دسترسي به چنين ملزوماتي، انتظار ادامة تحقيقات و مطرح بودن در اين عرصه، امري نامعقول به‌نظر مي‌رسد.
از جمله مواد مورد نياز براي كشت و تكثير سلول‌هاي بنيادي، فاكتور رشد (Growth Factor) است كه قيمت 5 ميلي‌گرم آن حدود 650 هزار تومان بوده و اين مقدار تنها براي 15 تا 20 آزمايش كافي است؛ همين موضوع براي فاكتور ديگري بنام بتاتي‌جي‌اف (ßTGF) نيز صادق است كه در كشت سلول‌هاي غضروفي كاربرد دارد. بنابراين، تهية مواد مذكور بويژه در شرايط فعلي كه محققان كشورمان به‌علت محدوديت‌ها و تحريم‌هاي وضع‌شده از سوي كشورهاي غربي در تنگناي علمي قرار دارند، نه ‌تنها به حمايت‌هاي معنوي بلكه به تسهيلات و بودجه‌هاي مالي سازمان‌ها و ارگان‌‌هاي مربوط هم نياز دارد. از لحاظ امكانات نيز وجود ابزارهايي چون ميكروفيوژ، سانتريفوژ يخچال‌دار، ميكروسكوپ‌هاي قوي و با كنتراست بالا و غيره از ملزومات اولية يك آزمايشگاه بيوتكنولوژي هستند كه تهيه آن‌ها نيز به سختي ميسر مي‌شود. بنابراين، با عنايت به كاربردهاي بالقوه و بالفعل سلول‌هاي بنيادي در عرصه پزشكي و توجه اخير مسؤولان به اين موضوع، انتظار مي‌رود حمايت‌هاي عملي بيشتري در اين زمينه صورت پذيرد.


نتيجه‌گيري و پيشنهاد
با توجه به مسايل مطرح شده، به نظر مي‌رسد پيشرفت در زمينة فناوري توليد، تكثير و بهره‌گيري از سلول‌هاي بنيادي و ارتقاء جايگاه كنوني كشورمان در اين عرصه، علاوه بر عزم ملي و تلاش مستمر محققان، نيازمند توجه به عوامل متعددي است كه در ادامه به برخي از آن‌ها اشاره مي‌شود:
1- بي‌شك توسعة پايدار و مداوم در هر زمينه، نيازمند برنامه‌ريزي و آينده‌نگري هدفمند و دقيق است. به‌عبارت ديگر، تحقيقات در يك زمينة علمي، زماني مثمر ثمر خواهند بود كه اولاً با نيازها و امكانات موجود مطابقت داشته ثانياً مراحل تحقيق به‌طور صحيح و در راستاي نيل به هدف تعريف شده باشند.
2- بر اساس واقعيت‌هاي موجود، آنچه كه در شرايط فعلي بايد درباره سلول‌هاي بنيادي به آن توجه شود، آن است كه محدوديت‌ها و خصوصيات ذكر‌شده در اين مطلب، به معني برتري داشتن يك دسته از سلو‌ل‌ها بر ديگري نيست؛ واقعيت آن است كه هركدام از سلول‌هاي بنيادي بالغ و جنيني، مزايا، معايب و بحث‌هاي حقوقي خاص و انكارناپذير خود را داشته و لذا نبايد به بهانة پرداختن به يكي از اين‌ها به ديگر جنبه‌ها ‌توجه ننمود. بنابراين بهتر است تحقيقات براي كاربرد و بهره‌گيري از هر دو دسته سلول هم‌زمان و به موازات يكديگر صورت گيرد.
3- مسألة ديگر، توجه به اين نكته است كه يكي از لوازم اصلي موفقيت در اين عرصة مهم، نگرش ملي و فرا‌گروهي كار بر روي سلول‌هاي بنيادي است. بدين معني كه نبايد انتظار داشت يك فرد و يا يك مركز به‌تنهايي بتواند در اين مقوله به‌طور كامل موفق شود. لذا لازم است از تمامي پتانسيل‌هاي علمي و عملي محققان و مراكز علمي- پژوهشي كشور به نحو صحيح استفاده شود. پيشنهادي كه براي نيل به اين هدف مي‌توان ارايه داد، ايجاد شبكه‌اي تخصصي و ملي، متشكل از تمام مراكز تحقيقاتي، دانشگاهي و محققان فعال در زمينة سلول‌هاي بنيادي است. چنين مجموعه‌اي مي‌تواند با حمايت و نظارت نهاد‌هاي مسؤول، ضمن سياست‌گذاري تحقيقات كشور در زمينة سلول‌هاي بنيادي، با تقسيم كار و هدايت پژوهش‌ها در مراكز مختلف، علاوه بر ايجاد ارتباط و هماهنگي بين پژوهشگران، امكان استفاده صحيح از امكانات محدود كشور و جلوگيري از موازي‌كاري را به نحو مطلوب فراهم كند. بديهي است طراحي و اجراي چنين سيستمي نه‌تنها احتمال بروز رقابت‌هاي ناسالم و مخرّب را از بين مي‌برد بلكه باعث تقويت همكاري و روحية كار گروهي در عرصة علمي كشور مي‌شود.
4- از نظر تبليغات و معرفي دستاوردهاي محققان عزيز كشور نيز ‌بايستي تاحد امكان عدالت را رعايت نمود؛ يعني بايد سعي شود همة دستاوردهاي مختلف كه در اين زمينه وجود دارد، به‌طور يكسان در سطح رسانه‌ها، به‌خصوص رسانه‌هاي دولتي منعكس شوند تا روحية نااميدي در كسي ايجاد نگردد.
در پايان اميد است بتوان از اين فناوري علاوه بر توليد علم و چاپ مقالات پژوهشي معتبر، در جهت رفع نيازهاي جامعه پزشكي، به‌ويژه بيماران و جانبازان دردمند استفاده كرد.

به اميد موفقيت‌هاي روزافزون جامعة علمي كشور و سربلندي ايران اسلامي


_________________


منــابع مورد استفاده:
1- آهنگرزاده‌رضايي، محمد، تفاوت‌ سلول‌هاي بنيادي بالغ و جنيني و كاربرد آن‌ها، ارديبهشت 1383، سايت شبكة تحليلگران تكنولوژي ايران،

کد:

---

www.itanetwork.org

---

.
2. آهنگرزاده‌رضايي، محمد، گزارشي از فعاليت‌هاي پژوهشكده رويان در زمينة سلول‌هاي بنيادي (از زبان آقاي بهاروند)، ارديبهشت 1383، سايت شبكة تحليلگران تكنولوژي ايران،

کد:

---

www.itanetwork.org

---

.
3. آهنگرزاده‌رضايي، محمد، آشنايي با پژوهشكدة رويان، ارديبهشت 1383، سايت شبكة تحليلگران تكنولوژي ايران،

کد:

---

www.itanetwork.org

---

.
4. عبدي، حميدرضا، خصوصيات و محدوديت‌هاي سلول‌هاي بنيادي (از زبان دكتر سليماني)، فروردين 1383، سايت شبكة تحليلگران تكنولوژي ايران،

کد:

---

www.itanetwork.org

---

.
5. عبدي، حميدرضا، گزارشي از دستاوردهاي دانشگاه تربيت مدرس در زمينه سلول‌هاي بنيادي، فروردين 1383، سايت شبكة تحليلگران تكنولوژي ايران،

کد:

---

www.itanetwork.org

---

.
6. عبدي، حميدرضا، كاربردهاي سلول‌هاي بنيادي در پزشكي (ديدگاه دكتر سليماني)، فروردين 1383، سايت شبكة تحليلگران تكنولوژي ايران،

کد:

---

www.itanetwork.org

---

.
7. Stem cells information, National Institute of Health (NIH), Department of Health and Human Services, April 2004,

کد:

---

http://stemcells.nih.gov

---

.
8. Chapman, A.R., Frankel M.S. and Garfinkel M.S., Stem Cell Research and Applications, Monitoring the Frontiers of Biomedical Research, American Association for the Advancement of Science and Institute for Civil Society, 1999.
9. Xiaoxia1G. and Fuchu1 H., Properties and applications of embryonic stem cells, Chinese Science Bulletin, 45(14): 1258-1265, 2000.
10. Stem Cell Therapy, Medical Research Council, April 2004,

کد:

---

http://www.mrc.ac.uk

---

.

هیچ کس درباره سلول های بنیادی و کاربرد های آن مطالب زیادی داره لطفا کمکم کنید

شیوه نوینی برای افزایش چشمگیر تولید سلول بنیادی ابداع شد . این یک گام عملی رو به جلو در جهت توسعه تکنیک های تولید مقدار زیادی سلول بنیادی بدون استفاده از جنین است.
به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز به نقل از بی بی سی ، نشریه “نیچر متودز” اعلام کرد : تیم محققان با استفاده از سه ماده شیمیایی روند تولید این سلول ها را ۲۰۰ بار کارآمدتر و دو بار سریع تر کردند.
امید می رود که سلول های پایه روزی برای مرمت بافت های آسیب دیده بدن پس از بروز بیماری یا بروز جراحات به کار گرفته شود.
سلول های بنیادی که تا قبل از هشت هفتگی از جنین انسان به دست می آید قابلیت بدل شدن به کلیه ۲۲۰ نوع سلول در بدن انسان را دارند و جنین تاکنون منبع اصلی استخراج این سلول ها بوده است.
با این حال این شیوه جنجال آفرین بوده است و برخی فعالان به استفاده محققان از جنین برای استخراج سلول پایه به عنوان شیوه ای غیراخلاقی اعتراض داشته اند زیرا به نابودی جنین منجر می شود.
تولید سلول بنیادی از پوست افراد بزرگسال اولین بار در سال ۲۰۰۷ توسط محققان ژاپنی و آمریکایی گزارش شد که راه را برای یک منبع تازه برای جمع آوری یا تولید این سلول ها باز کرد.
در این شیوه چهار ژن سوار بر یک ویروس به سلول تزریق می شود که باعث “فعال یا غیرفعال شدن” برخی ژن های دیگر سلول و بازگشت آن به حالت اولیه یعنی سلول بنیادی می شود.
اما این فرآیند هفته ها وقت می برد و از هر ده هزار سلولی که این فرآیند در مورد آنها به کار رفته تنها یکی به سلول بنیادی بدل می شود.
اکنون تحقیقات تازه با افزودن یک ماده مخصوص به این فرآیند آن را بهبود می بخشد.
تیم پژوهشگران در “موسسه تحقیقات اسکریپس” که قبلا نیز این فرآیند را بهبود بخشیده بود اکنون کشف کرده است که با افزودن یک مولکول کوچک به نام تیازوویوین، که در بقای سلول نقش دارد، می تواند شانس برگشتن سلول به وضعیت بنیادی را ۲۰۰ بار افزایش دهد.
به علاوه فرآیند نهایی به جای یک ماه اکنون حدود دو هفته طول می کشد.
پروفسور شنگ دینگ که این تحقیقات را هدایت کرد گفت که تیم او یک فرآیند “اساسی” را در سلول دستکاری کرده است.
او گفت: “هم از نظر سرعت و هم کارآمدی، ما به موفقیت های عمده ای دست یافتیم.”
دکتر کیسوکی کاجی محقق سلول بنیادی در مرکز شورای تحقیقات پزشکی در ادینبورگ گفت که این تکنیک تازه “پیشرفت خیلی بزرگ” در این فناوری است.
او افزود که این کار قبلا در سلول های موش نمایش داده شده بود، اما اکنون برای اولین بار در مورد انسان هم صدق می کند.

سلول بنیادی در داخل بدن یک جانور
جانور بنیادی در داخل بدن یک اجتماع

سلولهای بنیادی یعنی چه؟ دانشمندان به کدام سلول ها ، سلول بنیادی میگویند. اولین سلولهای بنیادی در طبیعت چگونه بوجود آمده اند؟

یک روستا رو با آدمها و حیوانات مختلفش در نظر بگیرید. حالا فرض کنید این روستا میخواد تکثیر پیدا کنه. یعنی میخواد تولید مثل کنه و یا به عبارت دیگه ، یه روستای جدید میخواد تولید بشه و بوجود بیاد. خوب این امر چطور ممکن هست؟ ممکنه یه نفر با خانوادش از این روستای مادر جدا بشه و بره یه کم اون طرفتر ، یه خونه جدید برای خودش بسازه. بعدا یه چندتا گوسفند و اسب و مرغ و سگ هم کنار این خونه بیان و اونجا در اطراف خونه جدید همراه اون خانواده یه زندگی همزیستی ایجاد کنن و کم کم این خانواده به همراه حیوانات تولید مثل کنن و زیاد بشن و باعث به وجود آمدن یه روستای جدید در اون مکان بشن.
یا اینکه یه روستا وقتی به اندازه کافی بزرگ شد ، به دو قسمت تقسیم بشه و یه عده همراه با حیواناتشون برن اون طرف رودخونه و اونجا یه روستای جدید بسازن. و بشه روستای علیا و روستای صفلا. یعنی روستا با عمل تقسیم شدن، تولید مثل میکنه و روستای جدیدی بوجود میاره.

همونطور که مشاهده میکنید ، هر دو تای این حالتها عین تولید مثل یه گلسنگ هست. گلسنگ هم وقتی میخواد تولید مثل کنه ، یا به دو قسمت ( تکه تکه ) میشه و گلسنگهای جدید بوجود میاد و یا اینکه اسپورهای قارچ در اطراف پخش میشه و سلولهای جلبک رو در محیط اطراف پیدا میکنه و با ایجاد یه زندگی همزیستی بین قارچ و جلبک ، یه گلسنگ جدید بوجود میاره. اما همینطور که میدونیم ، اینها روشهای تولید مثل غیر جنسی هستن. یعنی یه گلسنگ تنها میتونه تولید مثل غیر جنسی انجام بده ! چرا؟ چون گلسنگ یه موجود ابتدایی هست. ولی گیاهان که موجودات پیشرفته تر ( گلسنگهای پیشرفته تر) هستن ، میتونن تولید مثل جنسی داشته باشن.

حالا سوال این هست :

یه روستا چطور میتونه تولید مثل جنسی داشته باشه؟ یعنی یه روستای جدید، چطور میتونه به روش جنسی بوجود بیاد!؟

این یه سوال علمی هست و من براتون نشون میدم که طبیعت به فکر انجام اون هست و مقدمات اونو هم انجام داده.

برای اینکه بتونیم به این سوال پاسخ بدیم باید ببینیم که یه گلسنگ معمولی که به روش غیرجنسی تولید مثل میکنه ، چطور تبدیل به یه گلسنگ عالی ( گیاه ) شده و تونسته تولید مثل جنسی انجام بده.

سلول بنیادی یعنی چه؟

یک تک سلولی رو در نظر بگیرید. یه تک سلولی وقتی تقسیم میشه م تکثیر پیدا میکنه ، سلولهای مشابه خودش رو تولید میکنه. مثلا یه آمیب وقتی تقسیم میشه ، دو تا آمیب شبیه آمیب اولی بوجود میاد. یه باکتری وقتی تقسیم میشه ، باکتریهای مشابه خودش تولید میکنه. یه سلول جلبک وقتی تقسیم میشه ، سلولهای مشابه خودش بوجود میاره. یه سلول قارچ وقتی تقسیم میشه سلولهای مشابه خودش بوجود میاد. یه سلول قارچ نمیتونه تقسیم بشه و یه سلول کلروفیلدار مشابه سلول جلبک ایجاد کنه.
ولی یه سلول بنیادی اینطور نیست. یه سلول بنیادی وقتی تقسیم میشه ، میتونه چند نوع سلول متفاوت ایجاد کنه. مثلا یه سلول بنیادی در مریستم انتهایی گیاه ، تقسیم میشه و در نتیجه این تقسیمات سلولهای پارانشیم ( کلروفیل دار) ، سلولهای اپیدرمی ، سلولهای بافت آوندی و .... بوجود میاد.

اولین موجوداتی که در کره زمین ظاهر شدن ، تک سلولیها بودن. بعدا پرسلولیهای اولیه و ابتدایی و بعدش موجودات عالی بوجود اومدن.

حالا سوال این هست:

سلولهای بنیادی چه زمانی در روی کره زمین بوجود اومدن؟ و چطوری بوجود اومدن؟

در داخل بدن یه گلسنگ سلولهای قارچی وقتی تقسیم و تکثیر پیدا میکنن فقط میتونن سلولهای مشابه خودشون رو تولید کنن، یعنی سلولهای قارچی و بدون کلروفیل. یه سلول قارچ در داخل بدن گلسنگ ، هرگز نمیتونه تقسیم بشه و یه سلول کلروفیل دار جلبک بسازه. سلولهای یه جلبک داخل بدن گلسنگ هم وقتی تقسیم میشن فقط سلولهای جلبک میتونن ایجاد کنن و هرگز قادر به تولید سلولهای قارچ نیستن. این کاملا شبیه همون روستا هست که آدم و حیوانات مختلف در کنار هم همزیست زندگی میکنن. در داخل بدن یه روستا ، ادمها تکثیر پیدا میکنن و فقط آدم های جدید تولید میکنن. گوسفندها هم فقط میتونن مشابه خودشون یعنی گوسفند تولید کنن. اسبها هم اسب های جدید بوجود میارن و در نتیجه این تکثیرهای مجزا ، در نهایت روستا رشد میکنه و بزرگ میشه و میتونه همانند یه گلسنگ تکه تکه بشه و روستاهای جدید تولید کنه.

اگه یه سلول بنیادی رو بخواهیم در یک روستا تجسم کنیم ، باید در داخل بدن روستا ، یه حیوان بنیادی تجسم کنیم که قادر باشه انواع و اقسام حیوانات رو تولید کنه. یعنی در عمل تکثیر ، هم بتونه گوسفند تولید کنه ، هم بتونه اسب تولید کنه و هم مرغ و هم ..... ، یعنی یه بچه بزاید که در هنگام رشد ، بتواند طی فرایند تمایز به حیوانات مختلف تبدیل شود. یعنی یه بچه عمومی بزاید که بعدا یسته به نیاز روستا ، این بچه بعد از رشد به یک گوسفند تبدیل شود . اگر در روستا اسب مورد نیاز باشد ، این بچه حیوان بعد از رشد به اسب تبدیل شود. اگر در روستا مرغ لازم باشد این بچه حیوان به مرغ تبدیل شود. عین همین عمل در مورد سلولهای بنیادی گیاهان و جانوران عالی وجود دارد. و دانشمندان نام این عمل را تمایز می نامند ولی نمی دانند چطور این اتفاق می افتد و چطور یک سلول میتواند چند سلول مختلف تولید کند. و چه عواملی باعث این عمل میشود. دانشمندانی که مشغول کشت سلولهای بنیادی و در سدد تولید بافتها و اندامهای مصنوعی و یدکی هستند ، در پی کشف رمز و راز این پدیده اند.

این حیوان بنیادی چطور میتونه در یه روستا بوجود بیاد؟

رامین امیرمردفر
Ramin Amirmardfar

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]