کاربردهای نوظهور خون بندناف در طب ترمیمی: کاربردهای عصبی
بررسیهای محققان، امکان استفاده از سلولهای بنیادی خون بندناف برای بیماری نورودژنراتیو را فراهم کرده است.
امتیاز:
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، رشته طب ترمیمی به مطالعه ترمیم، به جایگزینی یا بازسازی سلولها، بافتها یا اندامهای آسیبدیده انسانی برای بازیابی یا ایجاد عملکرد طبیعی میپردازد. این دانش را میتوان از طریق استراتژیهای متعدد، از تحریک فرآیندهای درونزا تا ترمیم بافت آسیبدیده تا استخراج یا پیوند کل اندامها برای جایگزینی اندامها بکار برد. اگرچه این رشته در حال حاضر در مراحل ابتدایی شکل گیری دانش خود است، اما پیشبینی میشود که طب ترمیمی یکی از مهمترین رشتههای پزشکی در دهه آینده با کاربردهای درمانی در طیف گستردهای از شرایط پزشکی باشد. سلولهای بالقوهای که میتوانند بهعنوان منبعی برای طب ترمیمی و درمانهای سلولی عمل کنند عبارتند از سلولهای بنیادی و پیشساز خونساز مشتق شده از مغز استخوان (BM) یا خون بندناف (CB)، مایع جفت و آمنیوتیک و بافتها و سلولهای استرومایی مزانشیمی (MSCs).
خون بندناف به عنوان منبعی از سلولهای بنیادی برای کاربردهای عصبی
خونبندناف انسان غنی از سلولهای بنیادی و پیشساز بسیار تکثیر شونده از دودمان خونساز و سایر دودمانها است که توسط سیگنالهای جفتی که انتقال به اندامهای در حال رشد را تحریک میکنند، استفاده میشود. به صورت غیرتهاجمی و بدون خطر برای اهداکننده مادر یا نوزاد جمع آوری میشود و برای چندین دهه برای استفاده در آینده آزمایش، پردازش و منجمد میشود. CB اغلب پس از تولد به عنوان ضایعات پزشکی همراه با جفت دور ریخته میشود، اما در طول 20 سال گذشته، تقریباً 700000 واحد CB اهداکننده جمع آوری شده، تعیین هویت شده و برای استفاده عمومی بانکی شده است. بیش از 5 میلیون واحد CB دیگر به صورت خصوصی برای استفاده خانوادگی ذخیره شده است. در مقایسه با سلولهای بنیادی بهدستآمده از BM بالغ، سلولهای بنیادی CB کمتر بالغ هستند و بنابراین تلومرهای طولانیتری و پتانسیل تکثیر بیشتری دارند. در بیش از 25 سال استفاده در پیوند سلولهای بنیادی خونساز غیرمرتبط آلوژنیک (HSCT)، CB هیچ گونه تراتوم یا تومور جامد ایجاد نکرده است.
اخیراً، سلولهای iPS با روشهای سادهتر و کارایی بیشتر در مقایسه با منابع سلولی بالغ از CB جدا شدهاند. همه این عوامل به خوبی CB را برای استفاده به عنوان منبع سلولها برای درمانهای سلولی و طب ترمیمی قرار میدهند. CB یک منبع به خوبی تثبیت شده از سلولهای بنیادی برای احیا سیستم خون ساز پس از HSCT میلوآبلاتیو است. سلولهای مشتق شده از CB همچنین میتوانند به سلولهای بنیادی مزانشیمی، سلول غضروفی، استئوسیت، سلولهای چربی، سلولهای عصبی، میوسیتهای قلبی و عضلانی اسکلتی، سلول کبدی، سلولهای پانکراسی تمایز پیدا کنند.
مکانیسمهای بالقوه CB به عنوان درمان برای بیماران مبتلا به بیماریهای عصبی
اختلال عصبی میتواند ناشی از آسیبهای اکتسابی، شرایط ژنتیکی یا بیماریهای عصبی با علت نامشخص باشد. بهبودی آسیبهای عصبی معمولاً به درستی صورت نمیگیرد و اغلب منجر به ناتوانیهای قابل توجه و دائمی میشود. در حال حاضر، اکثر درمانهای موجود محدود به اقدامات حمایتی یا تسکیندهنده هستند که با هدف مدیریت علائم بیماری انجام میشوند. سلولهای CB میتوانند از طریق مکانیسمهایی که شامل اثرات پاراکرین تغذیهای یا مبتنی بر سلول یا ادغام و تمایز سلولی است، ترمیم را القا کنند. یک یا چند مورد از این اثرات ممکن است در درمانهای CB برای شرایط عصبی مؤثر باشد. کاربردهای بالقوه متعددی از درمانهای ترمیمی مبتنی بر CB در بیماریهای عصبی، از جمله بیماریهای ژنتیکی دوران کودکی، رویدادهای ایسکمیک مانند سکته مغزی و بیماریهای عصبی در بزرگسالی وجود دارد.
پیوند CB اهداکننده نامرتبط برای بیماریهای مغزی ژنتیکی در کودکان
اولین مشاهدات از پتانسیل سلولهای CB برای تمایز به دودمانهای غیر خونساز در داخل بدن در کودکان مبتلا به بیماریهای متابولیک ارثی خاص (IMD) که تحت بیماری پیوند بند ناف اصلاحی نامرتبط برای اهدای خون هستند ثبت شد. IMD یک گروه ناهمگن از بیماریهای ژنتیکی است که بیشتر آنها شامل یک جهش تک ژنی است که منجر به کمبود یک آنزیم حیاتی لازم برای تولید و نگهداری میلین یا سایر بخشهای ساختاری مبتنی بر سلولی سیستم عصبی میشود. در اکثر موارد، نقص آنزیمی منجر به تجمع سوبستراهایی میشود که سمی هستند و/یا با عملکرد طبیعی سلولی تداخل دارند. اغلب اوقات، بیماران در بدو تولد طبیعی به نظر می رسند، اما در دوران نوزادی شروع به نشان دادن تظاهرات بیماری میکنند، که اغلب شامل وخامت پیشرونده عصبی به دلیل عدم وجود یا غیرطبیعی میلیناسیون مغز است. نتیجه نهایی مرگ در کودکی است. پیوند آلوژنیک CB انسان در بیماران مبتلا به برخی بیماریهای ژنتیکی ذخیرهسازی لیزوزومی و پراکسیزومال در پیشگیری یا بهبود آسیبهای عصبی مرتبط مؤثر است.
مشاهدات استفاده از CB برای درمان کودکان مبتلا به آسیبهای ایسکمیک
شرایط ژنتیکی منجر به این فرضیه شد که خون بندناف ممکن است در بیماران مبتلا به آسیب مغزی نیز مفید باشد. بر این اساس، سلولهای CB در مدلهای بالینی سکته مغزی، انسفالوپاتی هیپوکسیک-ایسکمیک نوزادی (HIE)، مغز تروماتیک مورد بررسی قرار گرفتهاند. این آسیبها معمولاً با یک پاسخ التهابی حاد و آسیب فوری به همه انواع سلولهای عصبی در ناحیه آسیب دیده مشخص میشوند. بنابراین، استراتژیهای درمانی ممکن است شامل روشهایی برای ارتقای بقای سلولی، و ترمیم یا بازسازی نواحی آسیبدیده، به طور بالقوه از طریق اثرات ضد التهابی، نوروژنز، سیناپتوژنز و/یا رگزایی پس از تداوم آسیب باشد.
مدلهای حیوانی
مدلهای حیوانی متعددی فواید عصبی و بقای سلولهای CB را در زمینه سکته مغزی، ایسکمی، خونریزی داخل جمجمهای، و آسیب نخاعی نشان دادهاند. سلولهای مشتقشده از CB انسانی و تجویز شده از طریق مسیرهای داخل وریدی، داخل صفاقی و داخل مغزی، توانایی بهبود عملکرد را در مدلهای حیوانی متعدد سکته مغزی نشان دادهاند. چندین محقق نشان دادهاند که سلولهای CB پس از سکته مغزی ناشی از سکته مغزی در موشهای صحرایی با قابلیت ایمنی، تجویز میشوند. سلولها به مغز مهاجرت میکند، در محل آسیب موضع می گیرد، حجم انفارکتوس را کاهش میدهد و بهبود مییابد.
مطالعات انسانی
پتانسیل درمانی انفوزیون داخل وریدی CB اتولوگ در حال حاضر در کودکان خردسال مبتلا به فلج مغزی، HIE و آسیب مغزی تروماتیک در حال بررسی است. در یک مطالعه ایمنی، 184 نوزاد و کودک مبتلا به فلج مغزی (76٪)، هیدروسفالی مادرزادی (12٪) و سایر آسیبهای مغزی (12٪) را با 198 انفوزیون CB اتولوگ داخل وریدی درمان کردند. 67 بیمار در کلینیک سرپایی تحت درمان قرار گرفتند. از طریق یک IV محیطی پس از یک دوز خوراکی Tylenol، IV Benadryl و Solumedrol. تقریباً 1.5٪ از بیماران واکنشهای حساسیت مفرط (مانند کهیر و/یا خس خس سینه) را در طول انفوزیون CB تجربه کردند که پس از قطع انفوزیون و مدیریت پزشکی سرپایی برطرف شد. با بیش از 3 سال پیگیری، هیچ عارضه جانبی دیگری گزارش نشده است که نشان دهنده بی خطر بودن این روش است. گزارشهای والدین از بهبود عملکرد رایج بود، اما دشوار بود که آیا این بهبودها مستقیماً با تزریق سلولهای CB مرتبط هستند یا خیر.
بیماریهای نورودژنراتیو
رویکردهای سلولی به بیماریهای نورودژنراتیو به طور گسترده در بیماری پارکینسون مورد مطالعه قرار گرفته است. انحطاط نورونهای دوپامینرژیک عمدتاً منجر به علائم حرکتی مانند لرزش در حالت استراحت، سفتی و هیپوکینزی میشود. استراتژیهای جایگزینی سلول در بیش از 300 بیمار مبتلا به بیماری پارکینسون با استفاده از کاشت داخل بافت مخطط مزانسفال جنین انجام شده است. در حالی که چندین کارآزمایی بدون برچسب مزایای بالینی را پیشنهاد کردند، دو مطالعه دوسوکور اثر قابلتوجهی پیدا نکردند. با این حال، برخی از بیماران پیشرفتهای پایداری از جمله توانایی قطع داروهای دوپامینرژیک را نشان دادهاند، و مزایای بالینی ترجیحاً در موارد کمتر دیده شده است. بیماران معلول با توجه به محدودیتهای استفاده از بافت جنین انسان، علاقه به تولید نورونهای دوپامینرژیک از سایر منابع سلولی افزایش یافته است. نورونهایی که ژنهای مرتبط با دوپامین را بیان میکنند و توانایی سنتز و آزادسازی دوپامین را نشان میدهند، با موفقیت از سلولهای بنیادی CB در شرایط آزمایشگاهی استخراج شدهاند. در موشهای صحرایی همی پارکینسونی، سلولهای بنیادی مزانشیمی بندناف انسانی اصلاحنشده تزریقشده به جسم مخطط میتوانند علائم رفتاری را بهبود بخشند، و این اثر در مطالعات نشان میدهد که CB به عنوان منبع سلولهای بنیادی برای استراتژیهای جایگزینی سلولی در بیماری پارکینسون پتانسیل دارد. سلولهای CB در مدلهای in vitro و in vivo بیماری آلزایمر ارزیابی شدهاند. موشهای تراریخته تحت درمان با سلولهای بنیادی مزانشیمی CB-MSC کاهش فعالیت میکروگلیال و رسوبات بتا-آمیلوئید را نشان میدهند که نشانه پاتولوژیک این بیماری است. کاملاً مشخص نیست، ممکن است سلولهای CB واسطه پاسخ میکروگلیال به رسوبات بتا آمیلوئید، فاگوسیتوز بتا آمیلوئید، و/یا جلوگیری از آپوپتوز سلولهای میزبان باشند.
اوتیسم
دادههای در حال ظهور نشان میدهد که اوتیسم ناشی از تعامل پیچیده ژنتیکی و شرایط محیطی است که منجر به عملکرد غیر طبیعی مغز در اوایل زندگی میشود. اخیرا، درمان با سلولهای بنیادی به عنوان یک درمان بالقوه برای بسیاری از افراد جامعه اوتیسم جذاب شده است. در یک مدل موش اوتیسم، تجویز داخل بطنی سلولهای بنیادی مشتق از چربی انسان منجر به کاهش حرکات تکراری و بهبود فعالیت اجتماعی شد. این فرضیه وجود دارد که تزریق CB ممکن است با بازگرداندن ارتباطات عصبی در بیماران مبتلا به اوتیسم، مزایای بالینی ایجاد کند. آزمایشات بالینی BM و CB اتولوگ در کودکان مبتلا به اوتیسم در ایالات متحده، مکزیک، چین و هند در حال انجام است.
چالشها پیش رو
در حالی که رویکردهای سلولی، استفاده از CB یا سایر منابع سلولهای بنیادی برای درمان بیماریهای عصبی امیدوارکننده است، قبل از اینکه چنین محصولات و روشهایی برای استفاده بالینی در انسان در دسترس قرار گیرند، کارهای زیادی باید انجام شود. درمانهای سلولی در مقایسه با داروهای سنتی بسیار چالش برانگیزتر برای کاربرد، توسعه و اصلاح کامل هستند. مقررات فعلی FDA ایالات متحده برای توسعه و تولید دارو مستقیماً برای محصولات سلولی قابل اجرا یا مرتبط نیستند. بسیاری از سوالات بی پاسخ ماندهاند، از جمله منبع سلولی ایده آل، مسیر تجویز، دوز و رژیم دوز، زمان، و نقش سرکوب سیستم ایمنی در این درمانها. خطرات عوارض جانبی برای استفاده از محصولات دستکاری نشده یا دستکاری شده و همچنین سلولهای اتولوگ و آلوژنیک متفاوت است. درک بهتر مکانیسمهای عمل ممکن است محققان بالینی را متقاعد کند تا از قدرت سلولهای CB به عنوان یک روش درمانی در فرآیندهای مختلف بیماری استفاده کنند. توسعه روشهای غیرتهاجمی ردیابی سلولی، که میتواند برای تعیین اینکه آیا یکپارچگی یا پیوند سلولی برای تأثیر مفید مورد نیاز است، مورد استفاده قرار گیرد.
CB منبع جذابی از سلولهای بنیادی و پیش ساز چند توان است که میتواند به عنوان کارخانه سلولی درمانی برای بسیاری از این بیماریها عمل کند. علاوه بر توانایی آن در تمایز به انواع سلولی متعدد، یکی از مزایای اصلی CB در مقایسه با سایر منابع سلولی، کاربردی بودن آن است. CB را میتوان به راحتی پس از اکثر زایمانها بدون خطر برای اهدا کننده جمع آوری کرد، میتوان آن را برای استفاده بعدی در حالت انجماد نگهداری کرد، و یک منبع سلولی بحث برانگیز اجتماعی یا سیاسی نیست. علاوه بر این، تولید iPS از تعداد کمی از سلولهای CB منجمد شده امکانپذیر است، میتواند به عنوان ابزاری برای مطالعه مکانیسمهای بیماری باشد و همچنین ممکن است به توسعه درمانهای مشتق شده از iPS در آینده منجر شود. بنابراین، CB دارای پتانسیل عظیمی برای توسعه به عنوان یک عامل درمانی در زمینه درمانهای سلولی و پزشکی احیا کننده است.
پایان مطلب/