به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دیابت نوع ۱ یک بیماری خودایمنی است که در آن سیستم ایمنی بدن به اشتباه به سلول‌های بتای تولیدکننده انسولین در لوزالمعده حمله می‌کند و توانایی بدن برای تنظیم قند خون را مختل می‌سازد. این بیماری که حدود ۱۰ درصد از کل موارد دیابت را شامل می‌شود، اغلب در کودکی یا نوجوانی تشخیص داده می‌شود و نیازمند تزریق مادام‌العمر انسولین یا استفاده از پمپ‌های انسولین است. با این حال، این روش‌ها نمی‌توانند از عوارض طولانی‌مدت مانند آسیب‌های عروقی، رتینوپاتی دیابتی (آسیب شبکیه چشم) و سندرم پای دیابتی جلوگیری کنند. در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های چشمگیری در استفاده از سلول‌های بنیادی برای درمان دیابت نوع ۱ به دست آمده است که امید به درمانی پایدارتر و حتی درمان کامل این بیماری را افزایش داده است.

دیابت نوع ۱ و چالش‌های درمان کنونی

دیابت نوع ۱ زمانی رخ می‌دهد که سلول‌های بتای لوزالمعده، که مسئول تولید انسولین هستند، به دلیل واکنش خودایمنی تخریب می‌شوند. انسولین هورمونی است که قند خون را تنظیم می‌کند و بدون آن، قند در خون تجمع یافته و منجر به عوارضی مانند آسیب به چشم‌ها، کلیه‌ها، اعصاب و قلب می‌شود. درمان استاندارد این بیماری شامل تزریق انسولین یا استفاده از سیستم‌های پیشرفته مانند پمپ‌های انسولین خودکار است. با این حال، این روش‌ها نمی‌توانند جایگزین کامل عملکرد طبیعی سلول‌های بتا شوند و خطر افت قند خون (هیپوگلیسمی) یا عوارض طولانی‌مدت را به طور کامل از بین نمی‌برند.

یکی از روش‌های جایگزین، پیوند جزایر لوزالمعده (حاوی سلول‌های بتا) از اهداکنندگان است. اما این روش با چالش‌هایی مانند کمبود اهداکننده، نیاز به داروهای سرکوب‌کننده سیستم ایمنی و خطر رد پیوند مواجه است. اینجاست که سلول‌های بنیادی به عنوان گزینه‌ای نویدبخش وارد میدان شده‌اند.

سلول‌های بنیادی چیستند؟

سلول‌های بنیادی سلول‌هایی با توانایی تکثیر و تبدیل به انواع مختلف سلول‌های بدن هستند. این سلول‌ها از منابع مختلفی مانند جنین، بافت‌های بزرگسال (مانند مغز استخوان و چربی) و سلول‌های بازبرنامه‌ریزی‌شده (iPSCs) به دست می‌آیند. ویژگی منحصربه‌فرد آن‌ها، توانایی تمایز به سلول‌های تخصصی مانند سلول‌های بتای تولیدکننده انسولین و خاصیت ترمیمی و تنظیم ایمنی آن‌هاست. این ویژگی‌ها باعث شده که سلول‌های بنیادی به گزینه‌ای جذاب برای درمان بیماری‌های مزمنی مانند دیابت نوع ۱ تبدیل شوند.

انواع سلول‌های بنیادی در درمان دیابت

1. سلول‌های بنیادی جنینی (ESCs): این سلول‌ها از جنین‌های اولیه به دست می‌آیند و توانایی تبدیل به هر نوع سلولی را دارند. با این حال، استفاده از آن‌ها به دلیل مسائل اخلاقی و خطر ایجاد تومور (تراتوم) محدود است.
2. سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs): این سلول‌ها از سلول‌های بزرگسال (مانند پوست) بازبرنامه‌ریزی می‌شوند تا شبیه سلول‌های جنینی شوند. مزیت آن‌ها امکان تولید از سلول‌های خود بیمار است که خطر رد پیوند را کاهش می‌دهد.
3. سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs): این سلول‌ها از منابعی مانند مغز استخوان، چربی و بند ناف به دست می‌آیند. سلول‌های بنیادی مزانشیمی به دلیل خاصیت تنظیم ایمنی و توانایی تمایز به سلول‌های تولیدکننده انسولین، در درمان دیابت نوع ۱ مورد توجه قرار گرفته‌اند.

پیشرفت‌های اخیر در درمان دیابت نوع ۱ با سلول‌های بنیادی

۱. پیوند سلول‌های بتای مشتق از سلول‌های بنیادی

یکی از نویدبخش‌ترین پیشرفت‌ها، تولید سلول‌های بتای تولیدکننده انسولین از سلول‌های بنیادی پرتوان (مانند سلول‌های بنیادی جنینی و سلول‌های بنیادی پرتوان القایی) و پیوند آن‌ها به بیماران است. پژوهشی که در مجله Nature Biotechnology منتشر شد، نشان داد که سلول‌های بتای کپسوله‌شده مشتق از سلول‌های بنیادی می‌توانند قند خون را در بیماران مبتلا به دیابت نوع ۱ کنترل کنند. در این مطالعه، سلول‌های بتای تولیدشده در آزمایشگاه درون دستگاه‌های کپسوله‌کننده قرار گرفتند تا از حمله سیستم ایمنی محافظت شوند. این دستگاه‌ها به صورت زیرپوستی در بدن بیماران کاشته شدند.

نتایج این مطالعه نشان داد که در برخی بیماران، این سلول‌ها توانستند انسولین تولید کرده و قند خون را به طور موثری کنترل کنند. برای مثال، در یک کارآزمایی بالینی، بیمارانی که این سلول‌ها را دریافت کردند، کاهش قابل‌توجهی در نیاز به انسولین خارجی نشان دادند و برخی حتی به استقلال از انسولین دست یافتند. با این حال، چالش‌هایی مانند نیاز به دستگاه‌های کپسوله‌کننده برای جلوگیری از رد ایمنی و مشکلات مربوط به اکسیژن‌رسانی به سلول‌های پیوندشده همچنان باقی است.

۲. استفاده از سلول‌های مزانشیمی (MSCs)

سلول‌های مزانشیمی به دلیل دسترسی آسان و خاصیت تنظیم ایمنی، گزینه‌ای جذاب برای درمان دیابت نوع ۱ هستند. مطالعه‌ای که در مجله Stem Cell Research & Therapy منتشر شد، به بررسی استفاده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی در درمان دیابت نوع ۱ پرداخت. این سلول‌ها می‌توانند به سلول‌های تولیدکننده انسولین (IPCs) تمایز یابند و در عین حال، با تولید فاکتورهای ضدالتهابی، از تخریب بیشتر سلول‌های بتا توسط سیستم ایمنی جلوگیری کنند.

در کارآزمایی‌های بالینی، تزریق سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از بند ناف یا مغز استخوان به بیماران مبتلا به دیابت نوع ۱، منجر به کاهش نیاز به انسولین و بهبود سطح هموگلوبین گلیکوزیله (HbA1c) شد. همچنین، این سلول‌ها در مدل‌های حیوانی نشان دادند که می‌توانند التهاب پانکراس را کاهش داده و عملکرد جزایر لوزالمعده را حفظ کنند. نکته قابل‌توجه این است که سلول‌های بنیادی مزانشیمی ، برخلاف سلول‌های پرتوان، خطر تومورزایی کمتری دارند و نیازی به سرکوب کامل سیستم ایمنی ندارند، که این امر آن‌ها را به گزینه‌ای ایمن‌تر تبدیل می‌کند.

۳. اگزوزوم‌های مشتق از سلول‌های بنیادی

یکی از نوآوری‌های اخیر، استفاده از اگزوزوم‌ها (کیسه‌های کوچک حاوی مواد فعال زیستی) مشتق از سلول‌های بنیادی است. اگزوزوم‌ها می‌توانند فاکتورهای ترمیمی و تنظیم‌کننده ایمنی را به سلول‌های هدف منتقل کنند، بدون اینکه نیاز به پیوند مستقیم سلول باشد. مطالعه‌ای که در مجله Stem Cell Research & Therapy منتشر شد، نشان داد که اگزوزوم‌های مشتق از سلول‌های بنیادی مزانشیمی می‌توانند با کاهش التهاب و افزایش حساسیت به انسولین، به بهبود دیابت در مدل‌های حیوانی کمک کنند.

این اگزوزوم‌ها با افزایش جمعیت سلول‌های T تنظیم‌کننده (که نقش مهمی در کنترل واکنش‌های خودایمنی دارند) و بهبود متابولیسم گلوکز، اثرات درمانی قابل‌توجهی نشان داده‌اند. با این حال، این روش هنوز در مراحل اولیه است و هیچ یک از آزمایش‌ها به دستیابی به سطح قند خون طبیعی (euglycemia) منجر نشده‌اند. محققان پیشنهاد می‌کنند که اگزوزوم‌های مشتق از سلول‌های بتا یا سلول‌های تولیدکننده انسولین (به اصطلاح اگزوزوم‌های "آموزش‌دیده") ممکن است نتایج بهتری داشته باشند.

چالش‌ها و محدودیت‌ها

با وجود پیشرفت‌های چشمگیر، درمان دیابت نوع ۱ با سلول‌های بنیادی همچنان با چالش‌هایی مواجه است:

1. رد ایمنی و نیاز به سرکوب ایمنی: سلول‌های مشتق از سلول‌های بنیادی جنینی و سلول‌های بنیادی پرتوان القایی معمولاً ایمونوژنیک هستند و نیاز به دستگاه‌های کپسوله‌کننده یا داروهای سرکوب‌کننده ایمنی دارند. این داروها می‌توانند عوارض جانبی جدی مانند افزایش خطر عفونت یا حتی دیابت‌زایی داشته باشند.
2. خطر تومورزایی: سلول‌های پرتوان ممکن است به تومورهای تراتوم تبدیل شوند، که این امر نیاز به پروتکل‌های دقیق برای اطمینان از ایمنی دارد.
3. مشکلات کپسوله‌سازی: دستگاه‌های کپسوله‌کننده برای محافظت از سلول‌های پیوندی در برابر سیستم ایمنی، گاهی با مشکلاتی مانند کمبود اکسیژن و فیبروز (تشکیل بافت اضافی) مواجه می‌شوند.
4. محل پیوند: انتخاب محل مناسب برای پیوند سلول‌ها (مانند ورید پورتال، اومنتوم یا زیر پوست) همچنان چالش‌برانگیز است. هر محل مزایا و معایب خاص خود را دارد، مانند دسترسی آسان در زیر پوست اما کمبود خون‌رسانی.
5. ناهمگونی MSCs: سلول‌های مزانشیمی از منابع مختلف و اهداکنندگان متفاوت ممکن است اثرات متفاوتی داشته باشند، که نیاز به استانداردسازی دارد.

چشم‌انداز آینده

برای غلبه بر این چالش‌ها، محققان در حال بررسی روش‌های نوینی هستند. یکی از این روش‌ها، مهندسی ژنتیکی سلول‌ها برای کاهش ایمونوژنیسیته است. برای مثال، دستکاری ژن‌هایی مانند CXCL10 یا افزودن ژن‌های تولیدکننده فاکتورهای ضدالتهابی مانند IL-10 می‌تواند نیاز به سرکوب ایمنی را کاهش دهد. همچنین، استفاده از ماتریکس‌های زیستی برای بهبود خون‌رسانی و بقای سلول‌های پیوندشده در حال آزمایش است.

اگزوزوم‌های مشتق از سلول‌های بتا یا سلول‌های تولیدکننده انسولین نیز به عنوان جایگزینی برای پیوند سلولی مورد توجه قرار گرفته‌اند. این اگزوزوم‌ها می‌توانند به صورت داخل وریدی تزریق شوند و بدون نیاز به روش‌های تهاجمی، اثرات درمانی خود را اعمال کنند. با این حال، استانداردسازی روش‌های تولید و تعیین دوز مناسب اگزوزوم‌ها همچنان در حال بررسی است.

نتیجه‌گیری

درمان دیابت نوع ۱ با استفاده از سلول‌های بنیادی در سال‌های اخیر پیشرفت‌های چشمگیری داشته است. از پیوند سلول‌های بتای مشتق از سلول‌های پرتوان گرفته تا استفاده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی و اگزوزوم‌های آن‌ها، این روش‌ها امید به درمانی پایدارتر و حتی درمان کامل این بیماری را افزایش داده‌اند. با این حال، چالش‌هایی مانند رد ایمنی، خطر تومورزایی و مشکلات کپسوله‌سازی همچنان مانع از کاربرد گسترده این روش‌ها هستند. تحقیقات آینده باید بر استانداردسازی پروتکل‌ها، بهبود ایمنی و کارایی و توسعه روش‌های غیرتهاجمی مانند اگزوزوم‌درمانی متمرکز شوند. با ادامه این پیشرفت‌ها، روزی ممکن است شاهد درمانی باشیم که نه تنها علائم دیابت نوع ۱ را کنترل کند، بلکه این بیماری را به طور کامل درمان کند.

پایان مطلب./