به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در دنیای پزشکی امروز، سلول‌های بنیادی به عنوان یکی از قدرتمندترین ابزارها برای درمان بیماری‌های پیچیده شناخته می‌شوند. خون بندناف، که در زمان تولد نوزاد جمع‌آوری می‌شود، منبع غنی از این سلول‌ها است. این خون حاوی سلول‌های بنیادی خون‌ساز است که می‌توانند به انواع سلول‌های خونی تبدیل شوند و در درمان بیماری‌هایی مانند سرطان‌های خون، اختلالات ایمنی و حتی آسیب‌های مغزی کاربرد دارند. اما چالش اصلی، تعداد کم این سلول‌ها در یک واحد خون بندناف است که اغلب برای پیوند در بزرگسالان کافی نیست. برای حل این مشکل، دانشمندان روش‌هایی برای افزایش حجم یا گسترش این سلول‌ها در آزمایشگاه ابداع کرده‌اند. این روش‌ها نه تنها تعداد سلول‌ها را چند برابر می‌کنند، بلکه کیفیت و کارایی آن‌ها را نیز حفظ می‌کنند. در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های چشمگیری در این زمینه رخ داده که می‌تواند آینده پزشکی را تغییر دهد.

اهمیت سلول‌های بنیادی خون بندناف

خون بند ناف، که پس از زایمان از بند ناف نوزاد گرفته می‌شود، حاوی سلول‌های بنیادی خون‌ساز (HSC) است. این سلول‌ها می‌توانند خود را تکثیر کنند و به سلول‌های خونی مختلفی مانند گلبول‌های قرمز، سفید و پلاکت‌ها تبدیل شوند. برخلاف مغز استخوان یا خون محیطی، خون بند ناف به راحتی جمع‌آوری می‌شود، بدون آسیب به مادر یا نوزاد، و نیاز کمتری به تطابق HLA (آنتی‌ژن‌های انسانی لکوسیت) دارد. این ویژگی‌ها آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای پیوند در بیمارانی تبدیل کرده که اهداکننده مناسب ندارند، به ویژه در اقلیت‌های نژادی که یافتن اهداکننده سخت است.

با این حال، یک واحد خون بندناف معمولاً حاوی تعداد کمی سلول است، حدود ۵ تا ۱۰ درصد آنچه در پیوند مغز استخوان وجود دارد. این کمبود منجر به تأخیر در پیوند، افزایش خطر عفونت و حتی رد پیوند می‌شود. برای غلبه بر این مسئله، گسترش سلول‌ها در شرایط آزمایشگاهی (ex vivo) توسعه یافته است. این فرآیند سلول‌ها را در محیطی کنترل‌شده با مواد مغذی و فاکتورهای رشد تکثیر می‌کند، بدون اینکه تمایز یابند و کارایی خود را از دست بدهند.

روش‌های سنتی گسترش سلول‌ها

یکی از اولین روش‌ها برای افزایش حجم سلول‌های بنیادی، استفاده از سیتوکین‌ها (پروتئین‌های سیگنال‌دهنده) در کشت سلولی است. سیتوکین‌هایی مانند SCF فاکتور سلول بنیادیTPO (ترومبوپویتین) و FLT-3L (لیگاند فاکتور ۳) سلول‌ها را تحریک می‌کنند تا تکثیر شوند.

در روش‌های اولیه، سلول‌ها در کشت‌های ایستا (static culture) قرار می‌گرفتند، اما نتایج ناامیدکننده بود زیرا بسیاری از سلول‌ها تمایز می‌یافتند. برای بهبود، دانشمندان از روش‌های پرفیوژن مداوم استفاده کردند که مواد مغذی را به طور پیوسته تأمین می‌کند. این رویکرد تعداد سلول‌های هسته‌دار را دو برابر می‌کند، اما گسترش سلول‌های بنیادی بلندمدت همچنان محدود است. مطالعات نشان داده که افزودن IL-3یا اینترلوکین ۳می‌تواند گسترش کوتاه‌مدت را افزایش دهد، اما برای بازسازی بلندمدت خون‌سازی مناسب نیست.

تکنیک‌های نوین برای گسترش سلول‌ها

با پیشرفت تکنولوژی، روش‌های پیشرفته‌تری معرفی شده‌اند. یکی از آن‌ها استفاده از سلول‌های پشتیبان مانند سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSC) است. این سلول‌ها از بندناف یا مغز استخوان گرفته می‌شوند و با سلول‌های بنیادی خون‌ساز هم‌کشت می‌شوند. سلول‌های بنیادی مزانشیمی فاکتورهایی ترشح می‌کنند که تکثیر را تشویق و تمایز را مهار می‌کنند. در آزمایش‌ها، این روش تعداد سلول‌های بنیادی را تا ۱۰۰ برابر افزایش داده و زمان پیوند را کوتاه کرده است.

روش دیگری، استفاده از مهارکننده‌های تمایز است. برای مثال، نیکوتین‌آمید (NAM) آنزیم‌هایی را مهار می‌کند که سلول‌ها را به سمت تمایز می‌برند. در کارآزمایی‌های بالینی، گسترش با نیکوتین‌آمید تعداد سلول‌های CD34+ را تا ۷۰ برابر افزایش داده و زمان رسیدن به نوتروفیل‌ها (سلول‌های سفید خون) را از ۲۸ روز به ۱۵ روز کاهش داده است.

در رویکردی دیگر، فعال‌سازی مسیر Notch با استفاده از لیگاندهای مصنوعی، سلول‌ها را برای تکثیر تحریک می‌کند. این روش در ترکیب با سیتوکین‌ها، گسترش را بهبود می‌بخشد و در مدل‌های حیوانی، بازسازی خون را سریع‌تر کرده است. علاوه بر این، استفاده از کِلاتورهای مس مانند TEPA، مس داخل سلولی را کاهش می‌دهد و تمایز را مهار می‌کند، که منجر به گسترش ۴۰ برابری می‌شود.

کاربردها در درمان بیماری‌های خونی

گسترش سلول‌های بنیادی خون بند ناف، انقلاب بزرگی در درمان بیماری‌های هماتولوژیک ایجاد کرده است. در پیوند برای سرطان‌های خون مانند لوسمی، تعداد کم سلول‌ها مشکل اصلی بود، اما با گسترش، حتی برای بزرگسالان قابل استفاده شده است. در کارآزمایی‌های بالینی،بیمارانی که سلول‌های گسترش‌یافته دریافت کردند، زمان پیوند نوتروفیل را به ۱۶ روز کاهش دادند و نرخ بقا را به ۷۰ درصد رساندند.

برای اختلالات ایمنی مانند آپلازی مغز استخوان یا سندرم‌های نقص ایمنی، این روش خطر GVHD (بیماری پیوند علیه میزبان) را کم می‌کند زیرا سلول‌های خون بند ناف کمتر بالغ هستند. در مطالعات اخیر، ترکیب گسترش با سلول‌های T تنظیمی، ایمنی را بهبود بخشیده و عفونت‌ها را کاهش داده است. همچنین، در درمان تالاسمی و کم‌خونی داسی‌شکل، سلول‌های گسترش‌یافته بازسازی خون را پایدارتر کرده‌اند.

در سال ۲۰۲۵، گزارش‌ها نشان می‌دهد که بیش از ۴۰ کارآزمایی بالینی در حال انجام است، که بسیاری از آن‌ها بر گسترش سلول‌های CD34+ تمرکز دارند. این پیشرفت‌ها بازار جهانی سلول‌های بنیادی خون بند ناف را به بیش از ۸۰ میلیارد دلار رسانده و نرخ رشد سالانه ۶ درصدی را پیش‌بینی می‌کند.

پتانسیل نوروپروتکتیو سلول‌های گسترش‌یافته

یکی از جذاب‌ترین کاربردها، استفاده از سلول‌های بنیادی خون بند ناف در درمان آسیب‌های مغزی است. این سلول‌ها خواص ضدالتهابی، آنژیوژنیک (رگ‌سازی) و نوروپروتکتیو دارند. در مدل‌های حیوانی سکته مغزی، تزریق سلول‌های گسترش‌یافته، حجم آسیب را کاهش داده و عملکرد حرکتی را بهبود بخشیده است.

در کارآزمایی‌های بالینی برای فلج مغزی کودکان، سلول‌های +CD34 گسترش‌یافته، علائم را کاهش داده و کیفیت زندگی را افزایش داده‌اند. مطالعات نشان می‌دهد که این سلول‌ها فاکتورهای رشد مانند BDNF فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز ترشح می‌کنند که نورون‌ها را محافظت می‌کنند. در نوزادان با آسیب هیپوکسیک-ایسکمیک (کمبود اکسیژن در زمان تولد)، تزریق سلول‌های گسترش‌یافته، توسعه عصبی را بهبود بخشیده است.

برای بیماری‌های نورودژنراتیو مانند پارکینسون و آلزایمر، سلول‌های گسترش‌یافته پتانسیل جایگزینی سلول‌های آسیب‌دیده را دارند. در آزمایش‌ها، این سلول‌ها به مغز مهاجرت کرده و التهاب را کاهش می‌دهند. در سال ۲۰۲۴، یک کارآزمایی نشان داد که تزریق سلول‌های گسترش‌یافته در بیماران پارکینسون، علائم حرکتی را ۳۰ درصد بهبود بخشیده است. همچنین، در سکته‌های جنینی، استفاده از سلول‌های خودی بند ناف، آسیب را ترمیم کرده است.

این کاربردها نه تنها برای کودکان، بلکه برای بزرگسالان نیز امیدبخش است. گزارش‌های اخیر نشان می‌دهد که بیش از ۲۰ کارآزمایی در حال بررسی نقش نوروپروتکتیو این سلول‌ها هستند، که بسیاری از آن‌ها بر گسترش تمرکز دارند تا دوز کافی فراهم شود.

چالش‌ها و پیشرفت‌های آینده

با وجود پیشرفت‌ها، چالش‌هایی مانند حفظ کیفیت سلول‌ها در گسترش، هزینه بالا و نیاز به تجهیزات پیشرفته وجود دارد. گاهی گسترش منجر به تمایز ناخواسته می‌شود که کارایی را کاهش می‌دهد. برای حل این، محققان از ژن‌درمانی برای بیان ژن‌های ضدتمایز استفاده می‌کنند.

در آینده، ترکیب گسترش با چاپ سه‌بعدی بافت‌ها یا نانوتکنولوژی، می‌تواند سلول‌ها را کارآمدتر کند. پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۳۰، این روش استاندارد شود و نرخ موفقیت پیوند را به ۹۰ درصد برساند. همچنین، بانک‌های خون بند ناف عمومی گسترش‌یافته، دسترسی را افزایش خواهند داد.

در سال ۲۰۲۵، کنفرانس‌های بین‌المللی مانند انجمن خون بند ناف، بر پیشرفت‌های فنی مانند گسترش با هوش مصنوعی تمرکز دارند. این نوآوری‌ها نه تنها درمان را شخصی‌سازی می‌کنند، بلکه هزینه‌ها را کاهش می‌دهند.

نتیجه‌گیری: امیدی برای آینده پزشکی

گسترش سلول‌های بنیادی خون بند ناف، دریچه‌ای نو به درمان‌های بازساختی باز کرده است. از درمان سرطان‌های خون تا حفاظت از مغز، این روش زندگی میلیون‌ها نفر را تغییر خواهد داد. با پیشرفت‌های اخیر، مانند روش‌های سه‌بعدی و مهارکننده‌های جدید، آینده روشن است. این فناوری نه تنها تعداد سلول‌ها را افزایش می‌دهد، بلکه امید به زندگی را نیز چند برابر می‌کند. با ادامه تحقیقات، می‌توان انتظار داشت که این سلول‌ها بخشی جدایی‌ناپذیر از پزشکی مدرن شوند.

پایان مطلب./