به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی بنیان، زمانی که ما پیر می‌شویم، اشکال شدیدتری از مشکلات چشمی مرتبط با افزایش سن ایجاد می‌شود. یکی از این مشکلات، دژنراسیون ماکولا وابسته به سن (AMD)، است که بر لکه زرد تأثیر می‌گذارد، لکه زرد قسمت پشتی چشم است که به ما دقت بینایی و توانایی تشخیص جزئیات را می‌دهد بنابراین نتیجه تحلیل رفتگی و دژنراسیون ماکولا، ایجاد تاری دید در قسمت مرکزی میدان بینایی یا همان لکه زرد است، هنگام آسیب لکه زرد، مرکز میدان دید ممکن است تار، نامنظم یا تیره به نظر برسد. محققان سوئدی با رهبری پروفسور فردریک لانر در مؤسسه Karolinska در مطالعات جدیدی، پروتکلی با قابلیت تمایز سلول‌های بنیادی جنینی انسان به سلول‌های RPE دارای کاربرد بالینی، طراحی کرده‌اند، که نتایج حاصل از بکارگیری این پروتکل نشان داد که سلول‌های تمایزیافته از سلول‌های بنیادی پرتوان، می‌توانند درمان‌های ایمن و کارآمد را برای دژنراسیون ماکولا مرتبط با سن ایجاد کند. یافته‌های این مطالعه در مجله Stem Cell Reports منتشر شده است.

عملکرد ماکولا در بینایی چشم

در واقع ماکولا بخشی از شبکیه چشم است که دارای حساسیت بالایی به نور است، سلول‌های تشکیل دهنده آن، سلول‌های گیرنده نوری مخروطی و میله‌ای را شامل می‌شوند. این بخش از شبکیه همچنین حاوی لایه‌ای به نام اپیتلیوم رنگدانه شبکیه (RPE) است که چندین عملکرد مهم از جمله جذب نور، پاکسازی ضایعات سلولی و حفظ سلامت سایر سلول های چشم را دارد. با توجه به اینکه سلول‌های RPE وظیفه محافظت و تغذیه سلول‌های گیرنده نوری چشم را عهده دار هستند، جایگزینی سلول‌های پیر و تحلیل‌رفته RPE با سلول‌های جدید رشد یافته از سلول‌های بنیادی جنینی انسان، به عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین استراتژی‌های درمانی برای دژنراسیون ماکولای مرتبط با سن محسوب می‌شود.

روش‌های تولید RPE

دانشمندان روش‌های مختلفی را برای تبدیل سلول‌های بنیادی به RPE پیشنهاد کرده‌اند، اما هنوز در دانش ما از نحوه واکنش و عملکرد این سلول‌ها به انواع محرک‌های به کارگرفته درطول بازه زمانی تمایز فاصله زیادی وجود دارد. به عنوان مثال، استفاده از برخی از پروتکل‌ها برای تولید این سلول‌های عملکردی چند ماه طول می‌کشد در حالی که برخی دیگر ممکن است تا یک سال طول بکشد. با این حال، هنوز دانشمندان نمی‌دانند که دقیقاً در این دوره زمانی چه اتفاقی می‌افتد.

جمعیت‌های سلولی هتروژن (مخلوط)

دکتر Gioele La Manno نویسنده این مقاله می‌گوید: "هیچ یک از پروتکل‌های تمایزی پیشنهادی و طراحی شده برای آزمایش‌های بالینی، در طول زمان در سطح تک سلولی مورد بررسی قرار نگرفته است و خوب می‌دانیم که آنها در نهایت می‌توانند سلول‌های رنگدانه شبکیه را بسازند، اما اینکه چگونه سلول‌ها به این حالت تکامل یافته می‌رسند، هنوز در قالب یک راز باقی مانده است." او می افزاید: «به طور کلی، این حوزه به قدری بر محصول تمایز متمرکز شده است که مسیر طی شده گاهی نادیده گرفته می‌شود. برای پیشبرد این زمینه، درک جنبه‌های پویایی آنچه در این پروتکل‌ها اتفاق می‌افتد مهم است. باید بدانیم که مسیر تکوینی بلوغ سلول‌ها به اندازه مرحله پایانی تمایز مهم است، زیرا دانستن زمان شروع مراحل بلوغ سلول اولیه تا ایجاد سلول آخر، برای ایمن‌تر کردن درمان بیماران، خالص‌تر کردن جمعیت سلولی مورد پیوند و کاهش زمان تولید سلول‌ها اهمیت بالایی دارد.

ردیابی سلول‌های بنیادی هنگام تمایز آنها به سلول‌های RPE

الکس لدرر، دانشجوی دکترا در EPFL و یکی دیگر از نویسندگان اصلی این مطالعه، می‌گوید: برای دنبال کردن مسیر تمایز سلول‌ها، بکارگیری روش‌های استاندارد مانند PCR کمی و RNA-seq، به خاطر اینکه میانگین بیان RNA‌ها را تنها در جمعیت‌های بزرگ سلول‌ها نشان می‌دهند، مناسب نیستند، زیرا در جمعیت‌های سلولی مختلط، دانستن فرایند تمایز و تفاوت‌های مهم میان سلول‌های فردی با انجام این اندازه‌گیری‌ها ممکن است قابل بررسی و مشاهده نباشد. بنابراین در این مطالعه، ما از تکنیکی به نام توالی‌یابی RNA تک سلولی (scRNA-seq) استفاده کردیم که می‌تواند تمام ژن‌های فعال یک سلول را در یک زمان معین شناسایی کند.

کاربرد روش مطالعه برای شناسایی سلول های گذرا

با استفاده از scRNA-seq، محققان توانستند کل نمایه بیان ژن تک تک سلول‌های بنیادی جنینی انسان را در طول پروتکل تمایز مطالعه کنند که این کار در مجموع شصت روز طول می‌کشد، این به آن‌ها این امکان را می‌دهد تا تمام حالات سلولی گذرا را در یک جمعیت سلولی در حال تکوین به سلول‌های رنگدانه شبکیه ترسیم کنند، از سویی موجب بهینه کردن جمعیت سلولی به جهت ممانعت وسرکوب رشد سلول‌های غیر RPE می‌شود و نکته مهمتر استفاده از این روش، ایجاد جمعیت‌های سلولی کاملا خالص آماده پیوند است. لدرر می‌گوید: «هدف این است که از جمعیت سلولی مختلط در زمان پیوند جلوگیری شود و اطمینان حاصل شود که سلول‌ها در نقطه پایانی مشابه سلول‌های RPE اصلی چشم بیمار هستند.

الگوبرداری روند تمایز از مراحل ابتدایی تکوینی جنینی

شواهد بدست آمده نشان داد که سلول‌های بنیادی در مسیر تبدیل شدن به سلول‌های RPE، فرآیندی بسیار شبیه به مراحل تکوینی اولیه جنینی را طی می‌کنند. در طی این مدت، سلول‌های کشت شده یک الگوی جنینی Rostral  را انتخاب می‌کنند، این روند تکوینی مشابه فرایندی است که طی آن، لوله عصبی جنین، تکوین پیدا می‌کند تا به مغز و سیستم‌های حسی برای بینایی، شنوایی و چشایی تبدیل شود. بنابراین مشاهده شد که پس از این الگوبرداری، سلول‌های بنیادی شروع به بالغ شدن به سلول‌های RPE می‌کنند.

نتایج نهایی حاصل از پیوند سلول‌های RPE در مدل حیوانی

هدف پروتکل تمایزی طراحی شده در این مطالعه، تولید یک جمعیت خالص از سلول‌های RPE است که بتوانند در شبکیه چشم بیماران پیوند شوند تا دژنراسیون ماکولا را کاهش دهند. بنابراین، این تیم، جمعیت سلول‌های خود را که با scRNA-seq بررسی شده بودند، به فضای زیر شبکیه دو خرگوش سفید آلبینو ماده نیوزیلندی پیوند زدند، که دانشمندان در این زمینه از آن به عنوان "مدل حیوانی چشم درشت" یاد می‌کنند. این عملیات پس از تایید کمیته اخلاق آزمایشی حیوانات شمالی استکهلم انجام شد. نتایج این کار نشان داد که این پروتکل نه تنها یک جمعیت سلولی خالص RPE را تولید می‌کند، بلکه مهمتر آنکه این سلول‌ها می‌توانند حتی پس از پیوند در فضای زیر شبکیه به بلوغ خود ادامه دهند و سبب بهبود شرایط بیماری شوند. دکتر فردریک لانر، در خصوص نتایج این کار گفت که: این پروتکل می‌تواند به زودی در کلینیک‌ها مورد استفاده قرار گیرد و نکته مهمتر اینکه این پروتکل تمایزی می‌تواند درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی پرتوان و ایمن و کارآمد را برای دژنراسیون ماکولا مرتبط با سن ایجاد کند.

پایان مطلب/.

:REF

https://medicalxpress.com/news/2022-06-stem-cells-macular-degeneration.html

https://Fredrik Lanner, Molecular profiling of stem cell-derived retinal pigment epithelial cell differentiation established for clinical translation, Stem Cell Reports (2022)