به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، سلول‌های بنیادی به عنوان یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای علمی قرن اخیر، دریچه‌ای نو به سوی درمان بیماری‌های پیچیده گشوده‌اند. این سلول‌ها که توانایی تبدیل شدن به انواع مختلف سلول‌های بدن را دارند، در زمینه‌های گوناگونی مانند بازسازی بافت‌های آسیب‌دیده، درمان بیماری‌های مزمن و حتی پیشگیری از پیری زودرس کاربرد دارند. در این متن خبری آموزشی، به بررسی تاریخچه این سلول‌ها، دستاوردها، اهداف و برنامه‌های آینده آن‌ها می‌پردازیم. بر اساس بررسی‌های اخیر، مانند به‌روزرسانی سال ۲۰۲۴ در مورد پیوند سلول‌های بنیادی برای بیماری میلوفیبروزیس، تاریخچه نشانگرهای سلول‌های پرتوان و پیشرفت‌های درمانی، می‌توان گفت که این حوزه در حال تحول سریع است.

سلول‌های بنیادی نه تنها در درمان بیماری‌ها بلکه در درک بهتر فرآیندهای زیستی بدن نقش کلیدی دارند. با پیشرفت‌هایی مانند استفاده از فناوری‌های ویرایش ژن، آینده این حوزه روشن‌تر از همیشه به نظر می‌رسد. در ادامه، به جزئیات بیشتری می‌پردازیم.

تاریخچه سلول‌های بنیادی

تاریخچه سلول‌های بنیادی به قرن نوزدهم بازمی‌گردد. اولین بار در سال ۱۸۶۸، دانشمند آلمانی ارنست هکل از واژه "سلول بنیادی" برای توصیف فرآیند تکوین جنین استفاده کرد. او معتقد بود که این سلول‌ها پایه و اساس زندگی هستند و می‌توانند به سلول‌های مختلف تبدیل شوند. اما کشف واقعی سلول‌های بنیادی در قرن بیستم رخ داد. در سال ۱۹۰۹، دانشمند روسی الکساندر ماکسیموف مفهوم سلول‌های بنیادی خون‌ساز را مطرح کرد که می‌توانند به سلول‌های خونی تبدیل شوند.

یکی از نقاط عطف مهم، کار جیمز تیل و ارنست مک‌کولوچ در دهه ۱۹۶۰ بود. آن‌ها در آزمایش‌هایی روی موش‌ها، سلول‌های مغز استخوان را پیوند زدند و مشاهده کردند که توده‌های سلولی در طحال تشکیل می‌شود. این کشف تصادفی نشان داد که سلول‌هایی وجود دارند که می‌توانند خود را نوسازی کنند و به انواع سلول‌های خونی تبدیل شوند. در سال ۱۹۶۳، آن‌ها اولین سلول‌های بنیادی خون‌ساز را شناسایی کردند که پایه درمان‌های پیوند مغز استخوان شد.

در دهه ۱۹۷۰، تحقیقات روی سلول‌های جنینی موش آغاز شد. مارتین اوانز و متیو کافمن در سال ۱۹۸۱ اولین سلول‌های بنیادی جنینی را از جنین موش جدا کردند. این سلول‌ها پرتوان بودند، یعنی می‌توانستند به هر نوع سلولی تبدیل شوند. در سال ۱۹۹۸، جیمز تامسون اولین سلول‌های بنیادی جنینی انسانی را از جنین‌های اهدایی جدا کرد که انقلابی در پزشکی ایجاد کرد.

در سال ۲۰۰۶، شینیا یاماناکا روشی برای تولید سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSC) ابداع کرد. او با وارد کردن چهار ژن خاص به سلول‌های بالغ پوست، آن‌ها را به حالت جنینی بازگرداند. این کشف جایزه نوبل را برای او به ارمغان آورد و امکان تولید سلول‌های بنیادی بدون نیاز به جنین را فراهم کرد.

در زمینه نشانگرهای سلول‌های بنیادی، تاریخچه جالبی وجود دارد. در دهه ۱۹۶۰، تد بویس و لوید اولد مفهوم آنتی‌ژن‌های تمایزی را معرفی کردند که برای شناسایی سلول‌های مختلف استفاده می‌شد. در سال ۱۹۷۳، کارن آرتزت و فرانسوا ژاکوب آنتی‌ژن F9 را روی سلول‌های کارسینومای جنینی موش کشف کردند. سپس، در سال ۱۹۷۸، داور سولتر و باربارا نولز نشانگر SSEA-1 را تعریف کردند که روی سلول‌های جنینی موش بیان می‌شود.

برای سلول‌های انسانی، نشانگرهای متفاوتی مانند SSEA-3 و SSEA-4 در سال‌های ۱۹۸۲ و ۱۹۸۳ کشف شدند. این نشانگرها برای تمایز سلول‌های پرتوان از سلول‌های تمایزیافته استفاده می‌شوند. همچنین، عوامل رونویسی مانند OCT4، NANOG و SOX2 در دهه ۲۰۰۰ شناسایی شدند که نقش کلیدی در حفظ پرتوانی دارند.

در ایران، تحقیقات سلول‌های بنیادی از دهه ۱۳۷۰ آغاز شد. پژوهشگاه رویان در سال ۱۳۷۰ تأسیس شد و دستاوردهایی مانند تولید اولین گوسفند شبیه‌سازی‌شده در خاورمیانه (رویانا) در سال ۱۳۸۵ داشت. امروزه، ایران یکی از پیشگامان این حوزه در منطقه است.

انواع سلول‌های بنیادی

سلول‌های بنیادی بر اساس توانایی تمایز و منبع استخراج، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. سلول‌های بنیادی جنینی (ESC) از جنین‌های اولیه گرفته می‌شوند و پرتوان هستند، یعنی می‌توانند به هر سلولی تبدیل شوند. اما استفاده از آن‌ها بحث‌های اخلاقی ایجاد کرده است.

سلول‌های بنیادی بالغ (ASC) از بافت‌های بزرگسال مانند مغز استخوان، خون، پوست و چربی استخراج می‌شوند. این سلول‌ها چندتوان هستند و تنها به سلول‌های مرتبط با بافت خود تبدیل می‌شوند. برای مثال، سلول‌های بنیادی خون‌ساز می‌توانند به سلول‌های خونی تبدیل شوند.

سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSC) از سلول‌های بالغ ساخته می‌شوند و مانند سلول‌های جنینی عمل می‌کنند. این نوع بدون نیاز به جنین تولید می‌شود و پتانسیل بالایی در درمان‌های شخصی دارد.

سلول‌های بنیادی پری‌ناتال از بندناف، جفت و مایع آمنیوتیک گرفته می‌شوند و ویژگی‌های میانی بین جنینی و بالغ دارند.

دستاوردها و کاربردهای سلول‌های بنیادی

دستاوردها در این حوزه چشمگیر است. یکی از مهم‌ترین کاربردها، پیوند سلول‌های بنیادی خون‌ساز برای درمان بیماری‌هایی مانند میلوفیبروزیس است. میلوفیبروزیس یک بیماری نادر مغز استخوان است که منجر به کم‌خونی و بزرگ شدن طحال می‌شود. در به‌روزرسانی سال ۲۰۲۴، گزارش شده که پیوند آلوژنیک (از دهنده دیگر) تنها درمان curative است. سیستم‌های پیش‌آگهی مانند DIPSS برای انتخاب بیماران استفاده می‌شود. بیماران با ریسک متوسط تا بالا، کاندیدای پیوند هستند. پیشرفت‌هایی مانند کاهش مرگ‌ومیر غیرمرتبط با عود (NRM) از ۵۱۵ مورد در ۲۰۱۴ به ۷۴۸ در ۲۰۱۸ گزارش شده است.

در درمان سرطان، سلول‌های بنیادی برای بازسازی سیستم ایمنی پس از شیمی‌درمانی استفاده می‌شوند. در بیماری‌های نورودژنراتیو مانند پارکینسون و آلزایمر، سلول‌های بنیادی عصبی پیوند می‌شوند تا سلول‌های آسیب‌دیده را جایگزین کنند. برای مثال، در سال ۲۰۲۳، اولین پیوند سلول‌های بنیادی برای درمان پارکینسون با موفقیت انجام شد.

در بیماری‌های قلبی، سلول‌های بنیادی عضلانی برای ترمیم بافت قلب پس از سکته استفاده می‌شوند. تحقیقات نشان می‌دهد که تزریق این سلول‌ها عملکرد قلب را بهبود می‌بخشد. در دیابت، سلول‌های بنیادی به سلول‌های تولیدکننده انسولین تبدیل می‌شوند تا نیاز به تزریق انسولین کاهش یابد.

در آسیب‌های نخاعی، سلول‌های بنیادی برای بازسازی عصب‌ها کاربرد دارند. مطالعات اخیر نشان‌دهنده بهبود حرکت در بیماران فلج است. همچنین، در درمان سوختگی‌ها و زخم‌های مزمن، سلول‌های بنیادی پوست برای تولید بافت جدید استفاده می‌شوند.

یکی از دستاوردها، استفاده از نشانگرها برای شناسایی سلول‌های پرتوان است. نشانگرهایی مانند TRA-1-60 و GCTM2 برای سلول‌های انسانی مفید هستند و در نظارت بر تمایز کمک می‌کنند.

در ایران، دستاوردهایی مانند درمان بیش از ۱۰۰۰ بیمار با سلول‌های بنیادی در پژوهشگاه رویان گزارش شده است. همچنین، بانک سلول‌های بنیادی بندناف با بیش از ۱۰۰ هزار نمونه، یکی از بزرگ‌ترین‌ها در جهان است.

چالش‌ها و مشکلات

با وجود دستاوردها، چالش‌هایی وجود دارد. رد ایمنی یکی از مشکلات اصلی است، زیرا بدن سلول‌های خارجی را رد می‌کند. تومورزایی، یعنی تشکیل تومور از سلول‌های بنیادی تمایزنیافته، ریسک دیگری است. کنترل دقیق تمایز سلول‌ها نیز دشوار است.

در پیوند برای میلوفیبروزیس، مشکلات مانند بیماری گرافت در مقابل میزبان (GVHD) و عود بیماری وجود دارد. مدیریت بزرگ شدن طحال با داروهایی مانند روکسولیتیinib ضروری است.

بحث‌های اخلاقی، به ویژه در سلول‌های جنینی، ادامه دارد. قوانین در کشورها متفاوت است و نیاز به مقررات دقیق وجود دارد.

اهداف و برنامه‌های آینده

اهداف اصلی، درمان بیماری‌های لاعلاج و بهبود کیفیت زندگی است. در سال ۲۰۲۵، برنامه‌هایی برای استفاده از سلول‌های بنیادی در درمان ناباروری، مانند IVF هوشمند و پیوند رحم، پیش‌بینی می‌شود. در ژاپن، درمان فلج با سلول‌های بنیادی عصبی در حال گسترش است.

پزشکی شخصی با سلول‌های بنیادی پرتوان القایی هدف بزرگی است، جایی که سلول‌های بیمار برای تولید داروهای اختصاصی استفاده می‌شود. ویرایش ژن با CRISPR برای اصلاح نقص‌های ژنتیکی در سلول‌های بنیادی، آینده‌ای روشن دارد.

در درمان کم‌شنوایی، سلول‌های بنیادی برای بازسازی سلول‌های شنوایی داخلی گوش استفاده می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهد که تا ۲۰۲۵، درمان‌های بالینی بیشتری وارد بازار خواهد شد.

در ایران، برنامه‌هایی برای گسترش بانک سلول‌های بنیادی و درمان‌های بازساختی در بیماری‌های قلبی و عصبی وجود دارد. پژوهشگاه رویان قصد دارد تا ۲۰۲۵، درمان‌های جدیدی برای اوتیسم و MS معرفی کند.

پیش‌بینی بیماری‌ها با نشانگرهای زیستی و درمان پیشگیرانه، هدف دیگری است. با ترکیب هوش مصنوعی، انتخاب سلول‌های مناسب سریع‌تر خواهد شد.

نتیجه‌گیری

سلول‌های بنیادی، از کشف تصادفی در دهه ۱۹۶۰ تا کاربردهای پیشرفته امروز، مسیری طولانی پیموده‌اند. دستاوردها مانند درمان میلوفیبروزیس با پیوند، شناسایی نشانگرها برای نظارت و پیشرفت‌های درمانی، امیدهای زیادی ایجاد کرده‌اند. اهداف آینده، تمرکز بر درمان‌های شخصی و غلبه بر چالش‌ها است. با برنامه‌هایی مانند گسترش درمان‌های بازساختی در ۲۰۲۵، می‌توان انتظار داشت که این حوزه پزشکی را دگرگون کند. این فناوری نه تنها بیماری‌ها را درمان می‌کند، بلکه به درک بهتر زندگی کمک می‌رساند. امیدواریم با سرمایه‌گذاری بیشتر، دسترسی به این درمان‌ها برای همه فراهم شود.

پایان مطلب./