به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، خون بندناف، خونی است که پس از زایمان در جفت و در بندناف متصل به آن باقی می‌ماند. خون بندناف به این دلیل جمع آوری می‌شود که حاوی سلول‌های بنیادی است که می‌تواند برای درمان اختلالات خونساز و ژنتیکی مانند سرطان استفاده شود. خون بندناف از تمام عناصر موجود در خون کامل تشکیل شده است – گلبول‌های قرمز، گلبول‌های سفید، پلاسما، پلاکت‌ها. در مقایسه با خون کامل، تفاوت‌هایی در ترکیب خون وجود دارد، به عنوان مثال، خون بندناف حاوی تعداد بیشتری سلول کشنده طبیعی، تعداد مطلق سلول‌های T کمتر و نسبت بیشتری از سلول‌های T نابالغ است. برخی از انواع سلول‌های بنیادی غیرخونساز نیز در خون بندناف وجود دارند، به عنوان مثال، سلول‌های بنیادی مزانشیمی، با این حال این سلول‌ها در تعداد بسیار کمتری نسبت به آنچه در مغز استخوان بزرگسالان یافت می‌شود، وجود دارند. خون بندناف به همان روشی استفاده می‌شود که پیوند سلول‌های بنیادی خونساز برای بازسازی مغز استخوان پس از پرتودرمانی برای سرطان‌های مختلف خون و اشکال مختلف کم‌خونی استفاده می‌شود.

مقدمه

پیوند سلول‌های بنیادی خونساز آلوژنیک (HSC) یک روش اکتسابی نجات‌بخش برای بسیاری از اختلالات خونی ارثی است. با این حال، تنها 30 درصد از بیمارانی که ممکن است از پیوند سلول‌های بنیادی آلوژنیک بهره‌مند شوند، اهداکننده خواهر و برادر مشابهی دارند. 70 درصد باقیمانده بیماران باید در سامانه ثبت ملی و بین المللی اهداکنندگان مغز استخوان مورد مشابهی پیدا کنند. اگرچه در طول سال‌ها توانایی این سامانه‌های ثبت‌ برای ارائه نمونه‌های منطبق‌ مناسب بسیار بهبود یافته است، اما احتمال یافتن یک مطابقت برای بیماران با نژاد غیرقفقازی، آفریقایی-آمریکایی، و سایر اقلیت‌ها، بسیار کمتر است (20-45٪ در مقابل 60٪). 
خون بندناف جفتی PCB ذخیره شده با این معیارها ممکن است برای پیوندهای آلوژنیک چنین بیمارانی استفاده شود. 25000 پیوند PCB در سراسر جهان انجام شده است. چندین برنامه ملی بانک خون جفت آغاز شده و بیش از 500000 واحد خون بندناف برای استفاده عمومی اهدا شده است. 
خصوصیات PCB HSPCها 
سلولی که در نهایت مسئول بازسازی سیستم خونی پس از پیوند بوده HSC است. برای سلول‌های بنیادی انسانی، چندین مدل پیوند بیگانه با نقص ایمنی به‌عنوان روش‌های جایگزین ایجاد شده است. در این سنجش‌های پیوند خارجی PCB مشاهده شده است که سلول‌های خونساز بیشتری نسبت به مغز استخوان انسان بالغ یا خون محیطی  تولید می‌کند. ظرفیت HSCs برای تولید سلول‌های پیش ساز دودمان‌های مختلف را می‌توان با پتانسیل کلونوژنیک آن‌ها در شرایط آزمایشگاهی بسیار کارآمد ارزیابی کرد. این شرایط در یک بافت معین که از نظر ژنتیکی بررسی می‌شود و با تعداد سلول‌های بنیادی موجود در بافت همبستگی دارد، همانطور که توسط روش‌های بازسازی in vivo تعیین می‌شود. در انسان، استفاده از CFC به عنوان یک روش جایگزین برای HSC توسط مطالعات بالینی تایید شده است که در پیوند مغز استخوان اتولوگ، دوز CFC (تعداد سلول‌های تزریق شده به ازای هر کیلوگرم وزن بدن) با زمان پیوند اولیه همبستگی مثبت دارد. نتایج پیوند با خون محیطی اتولوگ، نشان داد که زمان پیوند نیز با دوز سلول‌های مثبت برای CD34، یک آنتی ژن بیان شده در سطح سلول‌های بنیادی/پیش‌ساز انسان، رابطه معکوس دارد. خون جنینی که تحت هدایت اولتراسوند برای اهداف تشخیصی یا درمانی به دست آمد با خون نوزادان و بزرگسالان مقایسه شد. مشخص شد که خون جنین یا نوزاد حاوی HSPCهایی مشابه با نمونه‌های موجود در نمونه‌های مغز استخوان بزرگسالان و 100 برابر بیشتر از آن است. در واقع، سلول‌های CD34+  30 درصد از سلول‌های موجود را از خون جنین و PCB را نشان می‌دهند. 
اکثر سلول‌های پیش ساز شناسایی شده در خون جنین و PCB باعث ایجاد کلنی‌هایی با چشم غیر مسلح (قطر بیش از 1 میلی متر) می‌شوند که حاوی بیش از 5000 سلول از دودمان اریتروئیدی، مگاکاریوسیتی، میلوئیدی و مونوسیتی هستند و پس از کاشت مجدد، هر یک از آن‌ها حداقل 150 رده‌ی ثانویه ایجاد می‌کند. اکثر کلنی‌های تولید شده توسط سلول‌های تک هسته‌ای از خون بزرگسالان عمدتاً حاوی سلول‌های اریتروئید یا میلوئید هستند. علاوه بر تفاوت هایی که در بالا ذکر شد، سلول‌های پیش ساز از خون جنین، PCB یا خون بالغ، تفاوت‌های ذاتی دیگری را بیان می‌کنند.  
علاوه بر این، سلول‌های بنیادی جنینی/PCB، فراتر از مزایای تکثیری فوق الذکر، در طول انتوژنز، با ویژگی‌های ذاتی اضافی که از طریق بیان متفاوت مجموعه‌های مختلف ژن‌ها آشکار شده، متمایز می‌شوند. بنابراین، بیان انتخابی برخی از ژن‌ها (Sox 17، Ezh2، Hmga232-34 ) برای حفظ ویژگی‌های جنین مورد نیاز است، در حالی که سایر ژن‌ها (bmi1، Gfi1، Etv6، و Cebpα35-38 ) در سلول‌های بنیادی بالغ مهم هستند، اما برای جنین قابل استفاده نیستند. 
راهبردهایی برای غلبه بر محدودیت های فعلی در پیوند PCB 
استفاده از PCB برای پیوند نسبت به استفاده از مغز استخوان یا خون محیطی  دارای مزایای خاصی است: جمع آوری آن آسان است و خطری برای مادر یا کودک ندارد. بلافاصله در صورت تقاضا در دسترس است. ممکن است به طور متوسط 25 تا 36 روز زودتر از اهدای مغز استخوان غیرمرتبط برای استفاده دریافت شود. عدم تطابق آنتی ژن و خطر انتقال عفونت کمتری دارد. با این حال PCB یک اشکال جدی دارد: حاوی تعداد محدودی سلول است. بنابراین، نتایج پیوند PCB در بیماران بزرگسال به اندازه نتایج به دست آمده در برنامه‌های پیوند کودکان چشمگیر نیست. 
افزایش HSPCهای پیوند 
سلول‌های بنیادی برای پیوند از 381 بیمار پیوند شده در 10/31/1996، شروع شده که شامل CFC در 130 واحد موجود بود که اکثر آن‌ها (67٪) دارای حجم پیوند ≤60 میلی لیتر بودند. این داده‌ها امکان مقایسه پیش بینی‌های زمان پیوند به دست آمده بر اساس دوز WBC و CFC  را فراهم می‌کند. با تجزیه و تحلیل‌های چند متغیره، دوز CFC برای پیش بینی زمان پیوند نوتروفیل بهتر از تعداد WBC مشاهده شد.
 گسترش HSPC Ex vivo 
تشخیص اینکه  PCB HSPCها نسبت به سلول‌های بالغ کمتر احتمال دارد که پتانسیل تکثیر خود را کاهش دهند یا از دست بدهند زمانی که ex vivo  با کوکتلی از سیتوکین‌ها گسترش می‌یابد، انگیزه چندین مطالعه برای دستکاری پیوند PCB در خارج از بدن است. با این حال، به دلیل این احتمال که هر فرآیند توسعه ممکن است در نهایت HSC ها را کم کند، یک تصمیم محافظه کارانه همیشه اتخاذ شده است. در نتیجه تمام مطالعات تاکنون از ترکیبی از PCB دستکاری نشده همراه با PCB توسعه یافته ex vivo استفاده کرده‌اند. اولین تلاش‌ها از کوکتل‌هایی از سیتوکین‌ها استفاده کردند که ثابت کرده بودند  HSPCهای انسانی به عفونت‌های رتروویروسی، مانند ترکیبی از فاکتور سلول‌های بنیادی، لیگاند FLT-3 و ترومبوپوئیتین مستعد هستند. کشت همزمان با سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) از مغز استخوان یا کشت با فعال‌کننده‌های مسیرهای سیگنالینگ Notch و PGE2. 1 Notch سیگنال‌های پاراکرین را در بین سلول‌های همسایه که باعث رشد سلول در طول جنین را تحریک می‌کند. این نتایج الهام‌بخش یک کارآزمایی بالینی است که تاکنون 100 بیمار را جذب کرده است. استفاده از PGE2 به عنوان یک تنظیم کننده چرخه سلولی توسط مطالعات قبلی پیشنهاد شده بود، که نشان داد PGE2 تشکیل کلنی‌های خونساز از سلول‌های پیش ساز انسان را افزایش می‌دهد. 
پیوند دو PCB 
مفهوم در نظر گرفتن استفاده از دو PCB دستکاری نشده برای پیوند یکسان (پیوند خون بندناف دوگانه) اساساً از ایمنی زایی کم شناخته شده PCB الهام گرفته شده است. پیوند PCB دوگانه در دانشگاه مینه سوتا پیشگام بود. برنامه اولیه شامل 21 بزرگسال مبتلا به بدخیمی‌های خونی بود که انفوزیون متوالی دو PCB را پس از تهویه میزبان دریافت کردند. همه بیماران در عرض 15-41 روز نوتروفیل‌ها را پیوند زدند. در حال حاضر، حداقل 438 پیوند PCB دوبل در سراسر جهان انجام شده است. این کارآزمایی‌های بزرگتر تأیید کردند که پیوند دوبل PCB سرعت پیوند را افزایش داده و میزان عود را در مقایسه با کنترل‌های با پیوند PCB منفرد مجزا کرده است. 
جمع آوری سلول‌های موجود در بافت‌های اضافی خارج جنینی
 مقدار خون از دست رفته در طول زایمان طبیعی به طور متوسط 250 میلی لیتر است. از آنجایی که حجم متوسط یک جمع آوری PBC 50 تا 150 میلی لیتر است، بخش قابل توجهی از خون و محتوای HSPC های آن هنوز دور ریخته می‌شود. . این درک، انگیزه استفاده از مانورهای جایگزین (مانند پرفیوژن عروق بندناف و جفت با محلول‌های حاوی پروتئازها) را فراهم کرده است که ممکن است تعداد HSPCهای جمع آوری شده را افزایش دهد. جفت، با این حال، یک عضله انقباضی است که عروق آن در عرض چند دقیقه پس از تولد فرو می‌ریزند. بنابراین، پرفیوژن این اندام چالش برانگیز است و استاندارد کردن آن در شرایط عمل  دشوار است. علاوه بر این، این روش‌ها تعداد سلول‌های جمع آوری شده را تنها 20 درصد افزایش می‌دهد، اما احتمال آلودگی باکتریایی را چندین برابر افزایش می دهد. HSPC های در گردش در خون جنین امکان کلونیزاسیون مکان‌های خونساز جدید را به محض در دسترس قرار دادن آن‌ها فراهم می‌کند. در جنین، اندام خونساز اصلی کبد است، اما با پیشرفت اسکلت، حفره‌های خونساز جدیدی در استخوان‌ها، محل دائمی خونساز پس از تولد، در دسترس می‌شوند.
بهبود ظرفیت بارگزاری در پیوند PCB 
واحدهای PCB تزریق داخل استخوانی عموماً به صورت داخل وریدی تزریق می‌شوند و سلول‌ها تنها چند ساعت قبل از رسیدن به مغز یا سایر محل‌های بافت در گردش باقی می‌مانند. اگرچه مطالعات روی موش‌ها نشان داده است که تزریق داخل فمورال بر دوز سلول‌های بنیادی تأثیر نمی‌گذارد، اما تزریق داخل فمورال، محل بازگشت به بافت‌های دیگر، به ویژه ریه را دور می‌زند و ممکن است محل سکونت HSPC های انسانی در مدل‌های پیوند زنو را افزایش دهد. یک مطالعه فاز I/II برای ارزیابی اثر پیوند داخل استخوانی PCB در لوسمی حاد انجام شد و بهبودهای اندکی را در سرعت بهبودی نوتروفیل‌ها در مقایسه با کنترل‌ها را گزارش کرد.
استفاده‌های بالینی دیگر از خون بندناف 
ثبت اختراع اصلی که در آن PCB به عنوان منبع پیوند سلول‌های بنیادی که در سال 1991 ثبت شد، 98 کاربرد مختلف ممکن را فهرست کرد. این موارد نه تنها شامل پیوند برای درمان نقایص مادرزادی (35 برنامه) و اکتسابی (20 برنامه کاربردی) در HSC ها، بلکه همچنین شامل بازیابی عملکردهای ایمونولوژیکی تغییر یافته در بیماران مبتلا به تومورهای جامد (12 برنامه)، بیماری‌های خود ایمنی (5 برنامه)، عفونت‌های باکتریایی یا قارچی، و برای درمان اختلالات متابولیک مادرزادی (9 برنامه) است.
علاوه بر HSC ها و سلول‌های پیش ساز محدود به تمام دودمان‌های میلوئیدی و لنفوئیدی، PCB حاوی سلول‌های بنیادی و پیش ساز سلول‌های اندوتلیال (همانژیوبلاست‌ها و اندوتلیوم هموژنیک)، سلول‌های بنیادی مزانشیمی و سلول‌های بنیادی سوماتیک نامحدود است. این شناخت مورد بهره برداری قرار گرفته و به توسعه چندین بانک PCB خانوادگی که در سراسر جهان با هدف استفاده اختصاصی PCB تأسیس شده‌اند، منجر شده است. تعداد کاربردهای بالینی که در حال بررسی کاربردهای جدید PCB هستند نیز به طور تصاعدی در حال افزایش است.
جستجو در پایگاه داده ClinicalTrials.gov، با کلمات کلیدی "سلول‌های بنیادی خون بندناف" که در سال 2011 انجام شد، بیش از 120000 مطالعه را نشان داد. اکثر بازدیدها به کارآزمایی‌های مربوط به اختلالات هماتولوژیک اشاره داشتند، اما 31 مورد کاربرد اختلالات غیرهماتولوژیکی را در نظر گرفتند. علاوه بر پیوند برای تولید سلول‌های خونساز به عنوان منبع متابولیت‌هایی که در بیماری‌های متابولیک تولید نمی‌شوند (همانطور که در حق ثبت اختراع اصلی ایالات متحده ذکر شد)، آزمایش‌های بالینی اضافی از حضور سلول‌های بنیادی/پیش‌ساز اندوتلیال در PCB برای تولید رگ‌های خونی آزمایشگاهی استفاده می‌کنند. وجود MSC همچنین کاربردهای بالینی را برای PCB دستکاری نشده و اصلاح شده آزمایشگاهی به عنوان ترمیم بافت در کم شنوایی، بیماری آلزایمر و جلوگیری از GVHD پیشنهاد می‌کند. وجود سلول‌های بنیادی سوماتیک نامحدود، استفاده از PCB را احتمالاً در ترکیب با دستگاه‌های داربست مصنوعی برای ترمیم آسیب غضروف و استخوان، برای استئوآرتریت و اسکلروز سیستمیک تشویق می‌کند. PCB نیز به‌عنوان منبع احتمالی برای فراهم کردن سلول‌های تکثیر شده خارج از بدن به‌عنوان سلول درمانی برای سوختگی و التیام زخم پیشنهاد شده است.
زیست شناسی مجموعه سلول‌های PCB و پتانسیل عملکردی آن‌ها را آشکار کرده است. بهره برداری از این دانش مطمئناً در آینده فهرست درمان‌های بالینی با استفاده از PCB را گسترش خواهد داد. PCB به‌عنوان منبع تجدید پذیر سلول‌های اولیه انسانی با پتانسیل عملکردی برتر، دارای مزایای منحصربه‌فردی نسبت به سایر منابع سلولی برای استفاده‌های بالقوه در طب ترمیمی است.
پایان مطلب/