دانلود مقاله فناوری سلول‌های بنیادی

دسترسی انسان به فناوری تکثیر سلول‌ های بنیادی (بن‌ یاخته‌ ها) و به‌کارگیری آن‌ها برای تولید سلول‌های دیگر، از جمله مباحث نوین در علوم زیستی است. انتظار می‌رود این فناوری، در سال‌های آتی انقلاب بزرگی را در عرصه علوم گوناگون به‌ویژه پزشکی پدید آورده و در درمان برخی از بیماری‌های صعب‌العلاج انسان مفید واقع شوددر متن زیر، علاوه بر تعریف و بیان برخی از کاربردهای عملی، قریب‌الوقوع و قابل‌انتظار سلول‌های بنیادی و معرفی دو مرکز فعال کشور در این زمینه، به گوشه‌ای از فعالیت‌ها و دستاوردهای محققان کشور در دست‌یابی به فناوری تکثیر و تمایز سلول‌های بنیادی اشاره شده است

معرفی فناوری سلول‌ های بنیادی و کاربردهای آن

تعریف سلول‌های بنیادی و تقسیم‌بندی آن‌ها

سلول‌های بنیادی به آن دسته از سلول‌های بدن اطلاق می‌شوند که هنوز تمایز نیافته و برای کار ویژه‌ای تجهیز نشده‌اند. این سلول‌ها دارای خاصیت خودتکثیری بوده و قابلیت تمایز و تبدیل شدن به انواع دیگر سلول‌های بدن را دارند. این مشخصه سلول‌های بنیادی، نظر متخصصین مختلف را به خود معطوف داشته است، به‌طوری‌که تحقیقات گسترده‌ای در این خصوص صورت می‌گیرد. امروزه سلول‌های بنیادی، امید اول ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده و شاید در آینده ساخت اندام‌های انسانی به شمار می‌روند. به‌طور کلی سلول‌های بنیادی دارای دو خصوصیت عمده هستند: 1) قدرت تکثیر نامحدود، 2) خصوصیت پُرتوانی یا اصطلاحاً Pluripotency؛ به‌عبارت دیگر، این سلول‌ها قادر هستند تا در محیط آزمایشگاهی انواع مختلفی از سلول‌ها را به‌وجود بیاورند.سلول‌های بنیادی را با توجه به منشأ آن‌ها به دو دسته تقسیم می‌کنند: سلول‌های بنیادی جنینی (Embryonic Stem Cells) که در مراحل اولیه تشکیل جنین، از آن گرفته می‌شود و سلول‌های بنیادی بالغ یا مزانشیمی (Adult Stem Cells) که پس از تولد فرد و به‌ویژه از مغز استخوان آن گرفته می‌شود.

تاریخچه تولید و استفاده از سلول‌های بنیادی

تلاش برای استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی از حدود 20 سال پیش با کار بر روی حیوانات به ویژه موش‌های آزمایشگاهی شروع شد. در طی این سال‌ها، آزمایشات زیادی در جهت تبدیل سلول‌های بنیادی جنینی موش به انواع سلول‌ها و پیوند زدن آنها صورت گرفت که به موفقیت‌های قابل‌توجهی انجامید. در جوار این موضوع، سلول‌های بنیادی انسان نیز مورد توجه قرار گرفت تا اینکه بالاخره در سال 1998 اولین گزارش موفقیت‌آمیز از تکثیر و تمایز سلول‌های بنیادی جنینی انسان در آمریکا منتشر شد. اما با توجه به بروز برخی محدودیت‌ها در تولید و استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی (که تلاش برای رفع آنها ادامه دارد) در چند سال اخیر، موج جدیدی از تحقیقات بر روی سلو‌ل‌های بنیادی بالغ شروع شد که کماکان ادامه دارد.

ایران به‌عنوان یکی از معدود کشورهای تولیدکننده سلول‌های بنیادی جنینی

فناوری تولید و پرورش سلول‌های بنیادی جنینی در دنیا کار جدیدی است؛ به‌طوری‌که پس از کشف سلول‌های بنیادی جنینی موش در سال 1981، اولین سلول‌های بنیادی جنینی انسان در سال 1998 تکثیر شد. در این میان، پس از چند کشور پیشرفته نظیر آمریکا، استرالیا، اسرائیل، سنگاپور، انگلستان، ژاپن، سوئد، هند و کره‌جنوبی که به فناوری تکثیر و پرورش این سلول‌ها دست پیدا کرده‌اند، ایران از جمله معدود کشورهایی است که به این مهم دست یافته است و لذا فاصله کشورمان در این‌ مورد از دیگر کشورهای پیشرو چندان زیاد نیست.

منشأ سلول‌ های بنیادی بالغ

سلول‌های بنیادی بالغ همان‌طور که از نام‌شان مشخص است، پس از تولد از فرد گرفته می‌شوند. برای مثال این سلول‌ها را می‌توان از بافت مغز استخوان یک فرد سالم تهیه کرد. البته بر اساس یافته‌های اخیر، برخی معتقدند که هر بافتی دارای سلول‌های بنیادی خاص خود است. به‌طور مثال، مشخص شده که قلب، مغز و ماهیچه‌های اسکلتی هر کدام دارای سلول‌های بنیادی خاص خود هستند و همه این سلول‌ها در بدن یک فرد بالغ وجود دارند. به‌عنوان مثال، سلول‌های بنیادی قلبی بیشتر در ناحیه اپیکس (Apex) قلب و سلول‌های بنیادی مغزی عمدتاً در دیواره بطن مغز متمرکز هستند. با این حال دقیقاً مشخص نیست که منشأ این سلول‌های بنیادی گوناگون، چه سلولی است و آیا منشأ همه این‌ها همان سلول‌های مغز استخوان هستند که هر یک به سمت اندام‌ خاصی مهاجرت کرده و به سلول‌های بنیادی خاص آن تبدیل می‌شوند، یا منشأ دیگری برای آنها وجود دارد.

منشأ سلول‌های بنیادی جنینی

کاربردهای سلول‌های بنیادی

1- کاربرد فعلی سلول‌های بنیادی

نکته بسیار مهمی که باید مورد توجه قرار گیرد آن است که در حال حاضر، تنها کاربرد بالقوه سلول‌های بنیادی، ساخت سلول‌های مختلف و تا حدی بافت است. به‌عبارت دیگر، در حال حاضر سلول‌های بنیادی (بالغ و جنینی) را صرفاً می‌توان برای ترمیم بافت‌ها و اندام‌های آسیب‌دیده استفاده کرد. در یک جمله، مهم‌ترین کاربرد فعلی سلول‌های بنیادی، در سلو‌ل‌درمانی یا Cell Therapy است و این تصور که می‌توان از سلول‌های بنیادی برای تولید اندام‌هایی مثل قلب، کبد، کلیه و غیره استفاده کرد، لااقل در شرایط فعلی اشتباه است.تولید اندام شرایط بسیار پیچیده‌ای را طلب می‌کند که در حال حاضر بشر تکنولوژی آن را در اختیار ندارد. زیرا برای این منظور، اولاً باید سلول‌ها را کشت صعودی داد؛ ثانیاً باید به سلول‌هایی که در عمق کشت سلولی قرار گرفته‌اند، غذارسانی کرد. یعنی باید کشت سلولی و غذارسانی به آن‌ها در یک مقیاس سه‌بعدی صورت گیرد، که در حال حاضر امکان آن وجود ندارد. البته شاید بتوان در سال‌های آتی به این امر نیز دست پیدا کرد.

از کاربردهای بالقوه این سلول‌ها در روش "سلول‌درمانی" می‌توان به ترمیم بافت‌های آسیب دیده بدن از جمله غضروف، کبد، ماهیچه و غیره اشاره کرد که می‌تواند دامنه کاربرد سلول‌های بنیادی را در آینده افزایش دهد.

2- کاربرد‌های قریب‌الوقوع و مورد انتظار سلول‌های بنیادی در علوم پزشکی

هر چند استفاده از سلول‌های بنیادی، در مراحل اولیه خود به سر می‌برد، اما متخصصان معتقدند در آینده‌ای نه‌چندان دور، این سلول‌ها کاربردهای وسیعی در علم پزشکی خواهند داشت. با این اعتقاد، هم‌اکنون در اقصی نقاط جهان تحقیقات وسیعی در خصوص استفاده از سلول‌های بنیادی برای تأمین سلامت انسان در حال انجام است. در ذیل به چند نمونه از کاربردهای نزدیک به حصول سلول‌های بنیادی اشاره می‌شود:

2-1- ترمیم بافت‌ های آسیب‌ دیده قلب

امروزه شمار زیادی از مردم دنیا از بیماری‌های قلبی ناشی از آ?سیب‌دیدگی بافت‌های آن رنج می‌برند که بعضاً منجر به مرگ نیز می‌شود. ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده، همواره یکی از دغدغه‌های پزشکان و متخصصان علوم پزشکی بوده و بهره‌گیری از سلول‌های بنیادی، امید تازه‌ای در این عرصه به وجود آورده است. متخصصان امیدوارند سلول‌های بنیادی را از مغز استخوان افراد بیمار (یا جنین نوظهور) استخراج و آنها را در محیط آزمایشگاه به سلول‌های قلبی تبدیل نمایند و نهایتاً با تزریق این سلول‌های تمایزیافته به بدن، امکان ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده قلب را فراهم آورند.

البته این تکنیک هنوز در مرحله آزمایشگاهی است، اما موفقیت‌های به‌دست آمده در حیوانات آزمایشگاهی، احتمال بهره‌گیری از آن را در انسان قوت بخشیده است.

2-2- ترمیم بافت‌ های استخوانی

در افرادی که شکستگی وسیع استخوان دارند و یا کسانی که مورد عمل جراحی مغزی قرار گرفته و کاسه سر آنها برداشته شده و همچنین اشخاصی که استخوان‌های آنها به‌کندی جوش می‌خورد، از سلول‌های بنیادی برای جوش‌خوردگی سریع و جلوگیری از عفونت‌های بعدی استفاده می‌شود. در این تکنیک، سلول‌های بنیادی بالغ از فرد گرفته شده و در محیط آزمایشگاه به سلول‌های استئوپلاست (استخوانی) تبدیل می‌شوند، سپس این سلول‌ها در کنار بافت‌های آسیب‌دیده استقرار می‌یابند تا باعث جوش‌خوردگی سریع این بافت‌ها گردند. در این مورد، سلول‌ها از خود شخص جدا می‌شوند؛ بنابراین مشکل پس‌زدگی و عوارض جانبی را نیز در برندارد.تکنیک مذکور از مرحله آزمایشگاهی خارج شده و هم‌اکنون درکشورهای پیشرفته دنیا از جمله آمریکا و ژاپن به طور عملی و کاربردی بر روی بیماران انجام می‌شود.

2-3- درمان بیماری‌ها و ضایعات عصبی

پیشرفت‌های بشر در زمینه تولید، تکثیر و تمایز سلول‌های بنیادی، این امید را به‌وجود آورده است که بتوان از این سلول‌ها در مداوای ضایعات عصبی مانند قطع نخاع و بیماری‌های عصبی همچون آلزایمر، پارکینسون، MS و غیره نیز بهره برد. در این مورد نیز پس از تهیه سلول‌های بنیادی از شخص موردنظر، آن‌ها را به سلول عصبی تبدیل نموده و برای ترمیم یا مداوا مورد استفاده قرار می‌دهند. البته بخش اعظم این تکنولوژی، در مرحله آزمایشگاهی است؛ اما با پیشرفت‌های خوبی همراه بوده است. به‌عنوان مثال، طی گزارشی که اخیراً منتشره شده، متخصصین فرانسوی موفق شدند با استفاده از سلول‌های بالغ، موش قطع نخاع شده‌ای را تا حدی بهبود بخشند که قادر به حرکت باشد ( البته نه با تعادل صددرصد). این موضوع در صورتی‌که با موفقیت نهایی توأم شود، انقلاب بزرگی در پزشکی به شمار می‌رود.ضمن اینکه یک شرکت آمریکایی بنام اورسی که یک مرکز تحقیقاتی خصوصی بوده و متخصصان ارشد جهان در زمینه سلول‌های بنیادی را گرد هم آورده، ادعا کرده است که با استفاده از سلول‌های بنیادی خود شخص، قادر به مداوای بیماری‌هایی مانند آلزایمر، پارکینسون، MS و غیره می‌باشد. البته در قبال آن هزینه‌‌های بالایی تا حد 100 هزار دلار دریافت می‌نمایند.