به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، پزشکی احیا کننده امکانات هیجان انگیزی را در دنیای پزشکی باز کرده است. اکنون، محققان ژاپنی به دنبال راه‌هایی برای بازسازی و احیای بافت‌ها و اندام‌های بدن هستند که ممکن است یک درمان جایگزین برای بیماری‌ها باشد. در همین راستا در مطالعه‌ای که اخیراً در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS) منتشر شده است، محققان دانشگاه پزشکی و دندان‌پزشکی توکیو (TMDU) نشان دادند که غدد پاراتیروئید عملکردی را می‌توان از سلول‌های بنیادی جنینی موش (mESCs) تولید کرد.

تولید غدد پاراتیروئید

غده پاراتیروئید (PTG)، یک اندام کوچک غدد درون ریز، برای تنظیم هموستاز کلسیم (Ca) بسیار مهم است. علیرغم پیشرفت در مهندسی بافت در شرایط آزمایشگاهی برای پزشکی بازساختی، ساخت PTGهای بالغ حساس به غلظت کلسیم خارج سلولی ([Ca]) از سلول‌های بنیادی پرتوان دشوار است. در این کار محققین توانستند توسط ویرایش ژنوم زیگوت با واسطه CRISPR-Cas9  و از طریق روش تکمیل سازی بلاستوسیست تک مرحله ای، PTGهای کاربردی از سلول‌های بنیادی جنینی موش (mESCs) در موش‌های دارای کمبود پاراتیروئید تولید کنند. نتایج این مطالعه یک مفهوم کلیدی در درمان هیپوپاراتیروئیدیسم را نشان می‌دهد.

هیپوپاراتیروئیدیسم و علل ایجاد آن

هیپوپاراتیروئیدیسم یا کم کاری پاراتیروئید زمانی رخ می‌دهد که غدد پاراتیروئید (PTGs) به اندازه کافی هورمون پاراتیروئید (PTH) تولید نکنندPTG .ها غدد درون ریز کوچکی هستند که تعادل کلسیم را در بدن تنظیم و حفظ می‌کنند. بنابراین در همین راستا  PTGهایی که به درستی کار می‌کنند گیرنده‌های حسگر کلسیم را بیان می‌کنند و از این طریق به تغییرات کلسیم پاسخ می‌دهند و ترشح PTH را تعدیل می‌کنند. علل کم کاری پاراتیروئید می‌تواند مادرزادی یا اکتسابی باشد که در این میان شایع ترین علت کم کاری پاراتیروئید جراحی گردن است. به همین خاطر درمان کم کاری پاراتیروئید نیاز به درمان جایگزین مادام العمر دارد تا از عوارض تهدید کننده زندگی جلوگیری کنند.

راه‌های درمان این بیماری

تشخیص HypoPT زمانی انجام می‌شود که کلسیم سرم اصلاح شده یا غلظت کلسیم یونیزه شده کمتر از حد نرمال باشد و با سطوح غیرقابل تشخیص یا پایین بودن نامناسب PTH همراه باشد. شیوه درمانی در مدیریت مرسوم بیماری شامل استفاده از مکمل‌های کلسیم و آنالوگ‌های ویتامین D و همچنین PTH انسانی نوترکیب است. با این حال، مزایای درمانی این فاکتورها گاهی محدود است. بدین دلایل اگر بتوان PTGهای عملکردی را بازسازی و پیوند زد، می‌تواند گزینه درمانی جدیدی برای غلبه بر محدودیت‌های درمان مرسوم ارائه کند. اگرچه هدف نهایی کاربرد بالینی ، بکارگیری این روش در درمان انسان است، اما محققان در اولین قدم آزمایشاتی را روی موش انجام دادند. امروزه، ایجاد سلول‌های PTG عملکردی که به تغییرات غلظت کلسیم در شرایط آزمایشگاهی پاسخ می‌دهند، مشکل است. به همین دلیل، محققان تلاش کرده اند PTGهای عملکردی را با استفاده از فرآیندی به نام "تکمیل بلاستوسیست" با استفاده از ارگانیسم‌های موش تولید کنند.

روش تکمیل بلاستوسیست و تولید اندام با این روش

روش تکمیل بلاستوسیست یک رویکرد بالقوه امیدوار کننده برای بازسازی اندام‌ها در داخل بدن است. در این روش بلاستوسیست‌ها از حیوانات جهش یافته که اندام خاصی ندارند تهیه می‌شوند. سپس این بلاستوسیت‌ها با سلول‌های بنیادی پرتوان تزریق می‌شوند. در نتیجه، کل اندام حیوانات کایمریک از سلول‌های بنیادی تزریق شده تولید می‌شود. در این روش با آماده سازی یک کنام تکوینی خالی از یک اندام با حذف ژن اختصاصی ایجاد اندام در میزبان حیوانی همراه است تا با استفاده از روش تکمیل سازی بلاستودرم، سرنوشت سلول­های بنیادی تا ایجاد اندام بررسی شود. اولین بار در سال 1993، گروهی برای ارزیابی پرتوانی سلول­های mESCs، این سلول­ها را به بلاستوسیست موش­هایی از گونه­ای دیگر که دارای نقص ژن RAG-2(ضروری برای تولید لتفوسیت B و T ) بودند پیوند زدند و از طریق این سلول­ها توانستند این نقص را جبران کرده و سلول­های ایمنی دارای عملکرد را ایجاد کنند. همچنین در سال 2004، گروهی دیگر توانستند با این روش اپیکارد و اندوکارد قلبی ایجاد کنند . برای اولین بار نیز گروهی ژاپنی توانستند با تکمیل بلاستوسیست اندام پانکراس رتی را در موش­ها ایجاد کنند. نکته مهم این بود که بعد از پیوند این جزایر به موش مدل دیابت، این موش­ها بدون استفاده از هرگونه سرکوب­کننده­ی سیستم ایمنی تا 380 روز زنده بودند.در گزارشی دیگر در سال 2011، گروهی موفق شدند از طریق پیوند سلول­های riPSC به بلاستوسیست موش­های  Nudeفاقد تیموس، اندام تیموس رتی را در این موش­ها ایجاد کنند. در سال 2018، نیزگروهی برای هدف­گیری مستقیم بقا و ایجاد سلول­های پیش­ساز نئوکورتکس و هیپوکمپ مغز، سازه­ی سم دوتوکسین را تحت پروموتور مارکر  EMX1(مارکر اختصاصی حفظ بقای سلول­های پیش­ساز نئوکورتکس و هیپوکمپ) قرار دادند تا در صورت بیان نابجای مارکر  EMX1و یا عدم حذف این ژن با سیستم مهندسی ژنتیک (CRISPRE/CAS9)، این سلول‏ها با زیرواحد بیان شده سم دوتوکسین در سلول‏های مغزی حذف شوند. برای محقق شدن این هدف، این سازه را به بلاستوسیست موش منتقل کرده و موشی را تولید کردند که فاقد بیان مارکر EMX1 بود، سپس با پیوند سلول‏های پرتوان موشی به بلاستوسیست این موش‏های مدل، توانستند هر دو ناحیه­ی هیپوکمپ و نئو کورتکس را با روش تکمیل­سازی بلاستودرم ایجاد کنند . بنابراین ایجاد یک مدل میزبان حیوانی دارای نقص ژنتیکی و دارای کنام خالی از یک اندام، می­تواند برای بررسی توانایی پرتوانی، قابلیت تولید کایمر و تکمیل بلاستودرم توسط سلول‌های پرتوان انسانی روشی مناسب و موثر باشد.

شیوه مطالعاتی و یافته‌های کسب شده

برای تولید جنین موش با کمبود PTG به عنوان بستری برای تکمیل بلاستوسیست، محققان از ویرایش ژنوم CRISPR-Cas9 استفاده کردند. در داخل بدن موش کایمریک، mESCهای پیوند شده به این حیوان، به PTGهای بالغ غدد درون ریز تمایز یافتند در ادامه این محققین عملکرد PTGهای تولید شده  را از لحاظ تمام معیارهای لازم برآورده کردند: آنها مشاهده کردند که این غدد تولید شده از سلول‌های بنیادی، به کلسیم خارج سلولی پاسخ دادند و ترشح PTH را نیز تنظیم کردند. علاوه بر این، PTGهای مشتق از mESC باعث بهبود آسیب شناسی موش مدل هیپوپاراتیروئیدی با پیوند نابجا شدند. آنها همچنین موفق به تولید PTGهای کاربردی موش در بدن موش از گونه دیگر شدند که این کار اثربخشی این روش را حتی در مطالعات بین گونه ای نشان می‌دهد.

کاربردهای بالینی تولید اندام از سلول‌های بنیادی

توجه به این نکته مهم است که اگرچه این مطالعه بر روی موش‌ها انجام شد، اما تولید اندام عملکردی را نشان داد که پتانسیلی برای کاربردهای بالینی آینده را دارد. انتظار می‌رود نتایج این مطالعه با استفاده از روش تکمیل بلاستوسیست کمک قابل توجهی به بازسازی اندام غدد درون ریز و درمان پیوند اندام‌های بازسازی شده داشته باشد.

پایان مطلب/.