به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، محققان مرکز Cedars-Sinai در حال توسعه روش جدیدی برای درمان اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) و رتینیت پیگمانتوزا با استفاده از سلول‌های بنیادی مهندسی شده هستند که ممکن است در نهایت منجر به درمان‌های شخصی شود. رویکرد جدید از سلول‌های مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسان (iPSCs) استفاده می‌کند که قابل تجدید و مقیاس‌پذیر هستند و همچنین می‌توانند پیشرفت این بیماری‌های عصبی را در جوندگان به تاخیر بیندازند. این تحقیق که در ژورنال Stem Cell Reports منتشر شده است، اولین گام مهم در جهت دستیابی به درمان‌های شخصی‌تر برای افراد مبتلا به این شرایط ناتوان کننده است که در حال حاضر هیچ درمانی ندارند. 

درمان بیماری‌های نورودژنراتیو با پیوند سلول‌های بنیادی مهندسی شده

چندین بیماری تخریب کننده عصبی، از جمله پارکینسون و آلزایمر، و اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS)، شامل عوامل خطر ژنتیکی و محیطی منحصر به فرد هستند، در حالی که سایر بیماری‌ها مانند رتینیت پیگمانتوزا (RP) شامل جهش های ژنتیکی مختلف هستند. جایگزینی جمعیت سلولی آسیب دیده یکی از رویکردهای درمانی است. با این حال، سلول‌های پیوندی به آسانی اتصالات سیناپسی از راه دور جدید با اهداف خود ایجاد نمی‌کنند یا با نورون‌های ثانویه شبکیه در محیط بزرگسالان ادغام نمی‌شوند. بنابراین، حفاظت از سلول‌های میزبان باقی‌مانده یک رویکرد عملی‌تر است و نیاز به یک مداخله محافظتی را پیشنهاد می‌کند که در بیماری‌های مختلف نورودژنراتیو مفید است.پیوند سلول‌های بنیادی پرتوان القایی مهندسی شده به چشم جوندگان مبتلا به انحطاط شبکیه منجر به محافظت از سلول‌هایی در چشم‌ها شد که از بینایی پشتیبانی می‌کنند. در مدل های ALS، مشاهده شد که پیوند سلول‌ها به نخاع از سلول‌های کنترل کننده حرکت محافظت می‌کند. سلول‌های مهندسی شده همچنین آستروسیت‌ها را ایجاد کردند و منجر به تشکیل تومور نشدند. در همی ن راستا اینبار نیز برای آزمایش درمان مبتنی بر iPSC، این تیم سلول‌های پیش‌ساز عصبی مشتق از iPSC را برای تولید GDNF مهندسی کردند تا ببینند آیا می‌توان از آن برای درمان بیماری‌هایی که باعث مرگ سلول‌های سیستم عصبی می‌شوند، مانند ALS و تخریب شبکیه استفاده کرد.

بیماری ALS و RP

  در بیماری ALS  نورون‌های حرکتی در نخاع و قشر حرکتی دچار مرگ پیشرونده شده و معمولاً طی 2 تا 5 سال پس از تشخیص به دلیل عدم وجود درمان موثری برای آن منجر به فلج و در نهایت مرگ می‌شود. در بیماری RP  گیرنده‌های نوری به تدریج از بین رفته و در نهایت منجر به نابینایی می­‌شود. در مطالعات رویکرد جدیدی برای درمان این بیماری‌ها مطرح شده است، که در آن پروتئین فاکتور نوروتروفیک مشتق از لاین سلول گلیال (GDNF) در سلول‌های پیش ساز عصبی (NCP) مشتق از جنین تولید می‌شود. این پروتئین سبب حفاظت از سلول‌های پشتیبان بینایی چشم و نورون‌های حرکتی شده و به حفظ نورون‌های بیمار کمک می­‌کند. همچنین کارآزمایی‌های بالینی فاز ۱ و ۲ در درمان ALS نشان داد که پس از یک بار درمان، سلول‌ها می‌توانند پروتئین حیاتی GDNF را برای بیش از سه سال تولید کنند. کارآزمایی بالینی فاز ۲ برای RP نیز درحال انجام است. اما به دلیل دسترسی کم به بافت جنینی فاز ۳ کلینیکال و به دنبال آن تجاری‌سازی با محدودیت مواجه شده است. 

تولید پروتئینGDNF

Clive Svendsen، PhD، مدیر اجرایی  Cedars-Sinai وهیئت مدیره موسسه پزشکی بازساختی و استاد علوم زیست پزشکی گفت: «در گذشته، ما با استفاده از جمعیت‌های گسترده سلول‌های پیش ساز عصبی مشتق شده از بافت مغز انسان همراه با ژن درمانی در توسعه درمان‌های جدید برای بیماران مبتلا به ALS، موفقیت بزرگی داشتیم. این تیم قبلاً نشان داده بود که سلول‌های پیش ساز عصبی را می‌توان برای تولید پروتئینی به نام فاکتور نوروتروفیک مشتق از خط سلول گلیال (GDNF) مهندسی کرد که به حفظ نورون‌های بیمار کمک می‌کند. در آزمایشی که اخیراً تکمیل شده است، این محصول با خیال راحت در نخاع بیماران مبتلا به ALS پیوند زده شد و مشاهده شد که پس از یک بار درمان، سلول‌ها می‌توانند زنده بمانند و پروتئین حیاتی GDNF را برای بیش از سه سال تولید کنند، در نتیجه از این طریق به طور بالقوه از نورون‌های حرکتی که در ALS می‌میرند محافظت می‌کنند. این سلول‌های پیش ساز عصبی نیز در یک کارآزمایی در حال انجام برای رتینیت پیگمانتوزا استفاده شدند. با این حال، رده‌های سلولی که ما در کلینیک استفاده می‌کنیم از یک منبع واحد می‌آیند و در نهایت نیز تمام می‌شوند. با این حال ما یک محصول همیشگی نداریم. از همین رو سلول‌های بنیادی پرتوان القایی یک منبع تجدیدپذیر فراهم می‌کنند و به ما امکان می‌دهند محصول پایدارتری تولید کنیم که بتوان آن را مهندسی کرد تا عوامل رشد قدرتمند را آزاد کند.

مزایا و محدودیت‌های روش درمانی جدید

دانشمندان در حال یافتن روش‌های درمانی سلولی و ژنی هستند که در درمان انواع بیماری‌ها، از جمله بیماری‌های عصبی غیرقابل درمان مانند ALS و رتینیت پیگمانتوزا، نویدبخش باشد. که بتوانند پس از پیوند سلول‌های بنیادی سلول‌های پشتیبانی تولید ‌کنند که قادر باشد داروی مهندسی شده را آزاد ‌کنند تا از نورون‌های در حال تخریب حمایت کنند. با این حال، محدودیت‌هایی که می‌تواند مانع استفاده گسترده و تجاری‌سازی این درمان‌ها شود، شامل دسترسی ناکافی به بافت و رد احتمالی سلول‌ها توسط بیمار است. الکساندر لاپرل، PhD، دانشمند پروژه در آزمایشگاه Svendsen و نویسنده اول این مطالعه گفت: «توانایی به حداقل رساندن تعاملات ایمنی با مهندسی سلول‌های خود بیمار و سپس تبدیل آن به یک درمان دارویی دقیق، پتانسیل بسیار قوی دارد.

نتایج حاصل از پیوند سلول‌ها

محققان دریافتند که قرار دادن این پیش سازهای عصبی مشتق از iPSC در چشم جوندگان مبتلا به انحطاط شبکیه منجر به محافظت از سلول‌های چشمی محافظت کننده از بینایی می‌شود. حتی هنگامی که این تیم همان سلول‌ها را به نخاع جوندگان مبتلا به ALS پیوند زدند، متوجه شدند که سلول‌ها به محافظت از سلول‌های نخاعی که حرکت را کنترل می‌کنند، نیز کمک می‌کنند. آنها همچنین دریافتند که این سلول‌ها بی خطر هستند و در صورت پیوند به حیوانات برای چندین ماه، تومور یا مشکلات دیگری ایجاد نمی‌کنند. دکتر الکساندرا موزر، یکی از همکاران فوق دکترا در آزمایشگاه Svendsen، گفت: "ما دیدیم که سلول‌ها زنده ماندند و در نخاع ادغام شدند." آنها همچنین تا حد زیادی آستروسیت‌ها را تشکیل دادند که سلول‌های محافظ و حمایت کننده هستند و ما متوجه شدیم که آنها به تولید GDNF ادامه می دهند. مهمتر از همه، آنها تومور ایجاد نکردند. از طرفی پیوند این سلول‌های مهندسی شده به rat مدل ALS و RP سبب محافظت از سلول‌های پشتیبان چشم و نورون‌های حرکتی شد و در مدل nude rat به مدت ۹ ماه تومور یا مشکلات دیگری ایجاد نکرد. بنابراین این مطالعه، یک رویکرد درمانی برای بیماری‌های مختلف تخریب کننده عصبی با استفاده از سلول­‌های مهندسی‌شده پیش‌ساز عصبی مشتق از iPSC، به عنوان ترکیبی از ژن درمانی و سلول درمانی پیشنهاد می‌دهد. 

لاپرل گفت: «ما با موفقیت نشان داده‌ایم که می‌توانیم iPSCهای انسانی تولید کنیم که به‌طور پایدار GDNF را به عنوان یک سلول درمانی و ژن درمانی امیدوارکننده در آینده تولید می‌کنند. موزر خاطرنشان کرد: در حالی که نتایج تحقیقات امیدوارکننده بود، مطالعات پیش بالینی بیشتری برای تعیین سطح درمان بهینه مورد نیاز است. این تیم در حال حاضر به دنبال راه هایی برای بهبود گسترش این سلول ها و مقیاس پذیری آن فرآیند است.

پایان مطلب/.