به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در دنیای پزشکی، استفاده از رادیوداروها و سلول‌های بنیادی به‌عنوان روش‌هایی نوین برای مقابله با بیماری‌های پیچیده مانند سرطان و بیماری‌های عصبی، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. این رویکردها نه‌تنها امیدهای جدیدی را برای بیماران ایجاد کرده‌اند، بلکه راه را برای تحقیقات پیشرفته‌تر هموار کرده‌اند. در این مقاله، به بررسی دو مطالعه مهم درباره سیستم‌های کشت سلولی سه‌بعدی در تحقیقات سرطان رادیودارویی و ردیابی سلول‌های بنیادی رادیودارویی برای بیماری‌های عصبی می‌پردازیم.

اهمیت سلول‌های بنیادی و رادیوداروها در پزشکی

سلول‌های بنیادی به دلیل توانایی خود در تبدیل شدن به انواع مختلف سلول‌ها، سال‌هاست که در درمان بیماری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. از درمان بیماری‌های خونی گرفته تا تلاش برای بازسازی بافت‌های آسیب‌دیده در مغز و نخاع، این سلول‌ها نقش کلیدی دارند. از سوی دیگر، رادیوداروها که ترکیبی از مواد رادیواکتیو و ترکیبات دارویی هستند، به پزشکان اجازه می‌دهند تا با ردیابی دقیق سلول‌ها در بدن، رفتار آن‌ها را بررسی کنند. این دو فناوری با هم ترکیب شده‌اند تا راه‌هایی نو برای تشخیص و درمان بیماری‌ها، به‌ویژه سرطان و بیماری‌های عصبی، ارائه دهند.

سرطان یکی از چالش‌برانگیزترین بیماری‌هاست و در میان انواع آن، آدنوکارسینوم مجرای پانکراس (PDAC) به دلیل مرگ‌ومیر بالای خود برجسته است. این سرطان با نرخ بقای پنج‌ساله تنها حدود ۷ درصد و میانگین بقای شش ماه پس از تشخیص، یکی از کشنده‌ترین انواع تومورها محسوب می‌شود. از سوی دیگر، بیماری‌های عصبی مانند سکته مغزی و آسیب نخاعی نیز به دلیل محدودیت درمان‌های دارویی سنتی، نیاز به روش‌های نوینی مانند استفاده از سلول‌های بنیادی دارند. در اینجا، سیستم‌های سه‌بعدی و تکنیک‌های ردیابی رادیودارویی به‌عنوان ابزارهایی قدرتمند برای شبیه‌سازی شرایط واقعی بدن و آزمایش درمان‌ها ظاهر شده‌اند.

سیستم‌های کشت سلولی سه‌بعدی در تحقیقات سرطان

یکی از نوآوری‌های اخیر در تحقیقات سرطان، استفاده از سیستم‌های کشت سلولی سه‌بعدی است. برخلاف روش‌های قدیمی کشت دوبعدی که سلول‌ها را به‌صورت لایه‌ای صاف پرورش می‌دهند، سیستم‌های سه‌بعدی امکان رشد سلول‌ها را در محیطی شبیه به تومورهای واقعی فراهم می‌کنند. این سیستم‌ها شامل اسفروئیدها (ساختارهای کروی سلولی)، ارگانوئیدها (مدل‌های کوچک ارگان‌ها) و مدل‌های مبتنی بر ماتریکس هستند. اسفروئیدها، که از دهه ۱۹۷۰ معرفی شده‌اند، به دلیل شباهت زیاد به تومورهای طبیعی، به‌ویژه در نشان دادن زون‌های مختلف (لایه‌های زنده، کم‌اکسیژن و نکروزه)، مورد توجه قرار گرفته‌اند.

در مطالعه‌ای که روی آدنوکارسینوم مجرای پانکراس تمرکز دارد، محققان نشان داده‌اند که این سیستم‌ها می‌توانند تعاملات سلولی-ماتریکسی و الگوهای ژنی را که در تومورهای واقعی دیده می‌شود، بازسازی کنند. این ویژگی‌ها برای توسعه رادیوترسرها (مواد ردیابی‌کننده رادیواکتیو) و رادیوتراپی‌های جدید بسیار مهم است. به‌عنوان مثال، اسفروئیدهایی که با سلول‌های ستاره‌ای پانکراس (PSCs) هم‌کشت شده‌اند، مقاومت تومور به درمان‌های پرتوی و شیمی‌درمانی را بهتر نشان می‌دهند. این مدل‌ها به دانشمندان کمک می‌کنند تا داروهای جدید را قبل از آزمایش روی حیوانات آزمایش کنند، که می‌تواند تعداد آزمایش‌ها روی حیوانات را کاهش دهد.

مزیت دیگر این سیستم‌ها، انعطاف‌پذیری آن‌هاست. اسفروئیدها می‌توانند با سلول‌های مختلف تومور و محیط اطراف آن (میکرومحیط تومور) ترکیب شوند تا شرایط پیچیده‌تری شبیه‌سازی شود. برای مثال، در آدنوکارسینوم مجرای پانکراس که بیش از ۹۰ درصد جرم آن را سلول‌های استرومایی تشکیل می‌دهند، این مدل‌ها به درک بهتر نقش این سلول‌ها در پیشرفت تومور و مقاومت به درمان کمک کرده‌اند. این یافته‌ها نشان می‌دهند که سیستم‌های سه‌بعدی می‌توانند جایگزین مناسبی برای روش‌های سنتی باشند و نتایج دقیق‌تری ارائه دهند.

ردیابی سلول‌های بنیادی با رادیوداروها برای بیماری‌های عصبی

در حوزه بیماری‌های عصبی، ردیابی سلول‌های بنیادی با استفاده از رادیوداروها به‌عنوان روشی نوظهور برای درک بهتر توزیع و عملکرد این سلول‌ها پس از پیوند مطرح شده است. این تکنیک به‌ویژه در شرایطی مانند آسیب نخاعی، سکته مغزی و ترومای مغزی کاربرد دارد.

یکی از روش‌های رایج، برچسب‌گذاری مستقیم سلول‌هاست که در آن سلول‌ها قبل از تزریق با رادیوداروهایی مانند ۹۹mTc-HMPAO یا ۱۱۱In-oxine برچسب‌گذاری می‌شوند. این روش به دانشمندان اجازه می‌دهد تا با استفاده از اسکن‌های SPECT یا PET، مسیر حرکت سلول‌ها را تا ۲۴ ساعت یا بیشتر دنبال کنند. برای مثال، در آزمایشی روی موش‌ها، سلول‌های بنیادی مغز استخوان که با ۱۱۱In-oxine برچسب‌گذاری شده بودند، پس از تزریق داخل‌نخاعی، به‌طور مداوم در محل آسیب باقی ماندند، در حالی که تزریق وریدی آن‌ها را بیشتر به طحال و کبد هدایت کرد. این یافته‌ها نشان می‌دهند که روش تزریق می‌تواند تأثیر زیادی روی توزیع سلول‌ها داشته باشد.

روش غیرمستقیم نیز با استفاده از ژن‌های گزارشگر، مانند ژن تیمیدین کیناز ویروس هرپس سیمپلکس (HSV1-TK)، انجام می‌شود. این ژن‌ها به سلول‌ها اجازه می‌دهند تا پروب‌های رادیواکتیو را در خود نگه دارند و امکان ردیابی طولانی‌مدت‌تر را فراهم کنند. این تکنیک در مدل‌های حیوانی آسیب نخاعی نشان داده که سلول‌ها می‌توانند تا ۴۸ ساعت در محل تزریق باقی بمانند، که برای برنامه‌ریزی درمان‌های طولانی‌مدت مفید است.

مزایا و چالش‌ها

استفاده از سیستم‌های سه‌بعدی و ردیابی رادیودارویی مزایای زیادی دارد. این روش‌ها به محققان کمک می‌کنند تا شرایط واقعی‌تر را در آزمایشگاه شبیه‌سازی کنند، که منجر به نتایج دقیق‌تر و کاهش نیاز به آزمایش روی حیوانات می‌شود. همچنین، ردیابی سلول‌ها با رادیوداروها امکان مشاهده زنده توزیع و بقای سلول‌ها را فراهم می‌کند، که برای بهینه‌سازی روش‌های پیوند ضروری است.

با این حال، چالش‌هایی نیز وجود دارد. در سیستم‌های سه‌بعدی، ایجاد مدل‌هایی که کاملاً شبیه تومورهای انسانی باشند، دشوار است. همچنین، تابش رادیواکتیو در برچسب‌گذاری سلول‌ها ممکن است به آن‌ها آسیب برساند و بقای آن‌ها را کاهش دهد. در بیماری‌های عصبی، دسترسی به مغز و نخاع برای تزریق سلول‌ها پیچیدگی‌هایی دارد و نیاز به تکنیک‌های پیشرفته‌تری دارد.

آینده تحقیقات

آینده استفاده از رادیوداروها و سلول‌های بنیادی بسیار روشن به نظر می‌رسد. در حوزه سرطان، توسعه مدل‌های سه‌بعدی پیشرفته‌تر می‌تواند به طراحی داروها و درمان‌های هدفمندتر منجر شود. برای آدنوکارسینوم مجرای پانکراس ، ترکیب این مدل‌ها با رادیوتراپی‌های نوین ممکن است راهی برای غلبه بر مقاومت تومور باز کند. در بیماری‌های عصبی، بهبود روش‌های ردیابی و افزایش بقای سلول‌های پیوندی می‌تواند به بازسازی بافت‌های آسیب‌دیده کمک کند.

محققان در حال کار روی تکنیک‌هایی هستند که تابش کمتری به سلول‌ها وارد کند و روش‌های تزریق را ایمن‌تر کند. همچنین، استفاده از هوش مصنوعی برای تحلیل داده‌های ردیابی می‌تواند دقت پیش‌بینی‌ها را افزایش دهد. این پیشرفت‌ها ممکن است روزی به درمان‌های شخصی‌سازی‌شده‌ای منجر شود که برای هر بیمار به‌صورت خاص طراحی شده‌اند.

نتیجه‌گیری

رادیوداروها و سلول‌های بنیادی نشان داده‌اند که می‌توانند آینده پزشکی را متحول کنند. از شبیه‌سازی تومورهای سرطانی با سیستم‌های سه‌بعدی تا ردیابی سلول‌های بنیادی برای ترمیم مغز و نخاع، این فناوری‌ها پتانسیل بالایی برای بهبود کیفیت زندگی بیماران دارند. با وجود چالش‌ها، تحقیقات ادامه‌دار و نوآوری‌های جدید نویدبخش است که روزی بتوانیم با این روش‌ها، بیماری‌های پیچیده را بهتر درمان کنیم. این مسیر نیازمند همکاری بین‌المللی و سرمایه‌گذاری بیشتر است تا بتوانیم به اهداف بزرگ‌تری در پزشکی دست یابیم.

پایان مطلب./