به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، بازسازی بادوام اپیتلیوم دیستال ریه با مشتقات سلول‌های بنیادی پرتوان (PSC)، در صورت تحقق، درمانی امیدوارکننده برای بیماری‌هایی است که در نتیجه آسیب آلوئولی ایجاد می‌شود. در همین راستا محققان روش جدیدی را برای پیوند سلول‌های مهندسی شده به بافت آسیب دیده ریه کشف کرده‌اند که می‌تواند منجر به رویکردهای جدیدی برای ترمیم ریه‌های آسیب دیده توسط انواع آسیب‌ها یا جهش‌های ژنتیکی شود. این یافته‌ها ممکن است منجر به راه‌های جدیدی برای درمان بیماری‌های ریوی مانند آمفیزم، فیبروز ریوی و COVID-19 شود. این نتایج روش‌هایی را برای مهندسی سلول‌های بنیادی ریه و پیوند آنها به ریه‌های تجربی آسیب‌دیده بدون سرکوب سیستم ایمنی توصیف می‌کنند.

سلول درمانی جایگزینی برای انواع سلول‌های بیماران

صدمات حاد به اپیتلیوم دیستال ریه، مانند آسیب‌های ناشی از COVID-19، و بیماری‌های مزمن ریه، مانند فیبروز ریوی یا آمفیزم، دلایل اصلی مرگ و میر و عوارض در سراسر جهان هستند. دلیل مشترک هر یک از این بیماری‌ها، تخریب پیشرونده اپیتلیوم دیستال ریه است که می‌تواند منجر به کاهش کشنده در عملکرد تنفسی شود. اگرچه پیوند ریه را می‌توان برای کاهش علائم استفاده کرد، اما این راه حل به دلیل عرضه ناکافی ریه‌های اهداکننده و خطر مستمر رد ایمنی بافت اهداکننده علیرغم رژیم‌های دارویی سرکوب کننده ایمنی مادام العمر به شدت محدود شده است. یکی از جایگزین‌های قابل تصور برای پیوند کامل اندام، بازسازی اپیتلیوم آسیب دیده از طریق سلول درمانی است که در آن سلول‌های دهنده مستقیماً به بیمار پیوند زده می‌شوند تا به طور عملکردی سلول‌های درون زا از دست رفته را جایگزین کنند. اگرچه سلول درمانی به طور موفقیت آمیزی برای جایگزینی انواع سلول‌های متعدد در بیماران مورد استفاده قرار گرفته است، اما بازسازی اپیتلیال ریه در انسان هنوز انجام نشده است. کار اخیر نشان داده است که پیوند سلولی در ریه‌های موش آسیب دیده با سلول‌های مشتق شده از اهداکننده که در داخل بدن زنده می‌مانند و نشانگرهای دودمان اپیتلیال بالغ را بیان می‌کنند، بنابراین این نتایج امکان پیوند در انسان را امکان‌پذیر می‌داند.

بازسازی بافت ریه با پیوند سلول‌ها به بافت‌های آسیب دیده آن

برای بیش از 20 سال، دانشمندانی که این کار را دنبال می‌کنند، رتا اهی را برای پیوند سلول‌ها به بافت‌های آسیب دیده ریه با هدف بازسازی راه‌های هوایی ریه یا آلوئول‌ها ایجاد کنند. آنها به خاطر اهمیت ماندگاری و عملکرد پیوند و بازسازی "محفظه" ساقه یا پیش ساز ریه، که گاهی اوقات به عنوان حفره‌های سلول‌های بنیادی نیز شناخته می‌شود، به دنبال یک روش جدید بودند. بدین سبب آنها ابتدا بر روی توسعه روش‌هایی برای مهندسی هر یک از سلول‌های بنیادی یا پیش‌ساز ریه در آزمایشگاه با استفاده از سلول‌های بنیادی پرتوان تمرکز کردند و سپس روش‌هایی را برای پیوند این سلول‌ها به مدل‌های آزمایشی موش با ریه‌های آسیب دیده توسعه دادند.

بازسازی سلول‌های بنیادی راه هوایی

محققان CReM در مطالعه خود بر روی "بازسازی سلول‌های بنیادی راه هوایی با استفاده از پیوند سلول‌های پایه اولیه پرتوان مشتق از سلول‌های بنیادی" بر روی راه‌های هوایی ریه تمرکز کردند. این راه‌های هوایی توسط یک اپیتلیوم پوشانده شده‌اند که دارای سلول‌های بنیادی به نام «سلول‌های پایه» است که مسئول حفظ این راه‌های هوایی در طول زندگی هستند. دیوید سی. سلدین، MD، استاد پزشکی در دانشگاه چوبانیان و دانشکده پزشکی آودیسیان بوستون و مدیر CReM گفت، با تمایز مدل تجربی و سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی به سلول‌های پایه راه هوایی در ظرف آزمایشگاهی، ما توانستیم از این سلول‌ها برای بازسازی محفظه سلول‌های بنیادی مجاری هوایی مدل آسیب‌دیده در داخل بدن (در بافت زنده) استفاده کنیم. بنابراین مشاهده شد که این پیوند ماندگار سلول‌های بازال مهندسی شده در مدلی با قابلیت ایمنی، منجر به حیات شد، زیرا سلول‌های پیوند شده به عنوان سلول‌های پایه، سلول‌های بنیادی طبیعی راه های هوایی، توانستند با تقسیم و همچنین ایجاد سلول‌های دیگر (انواعی که با هم یک اپیتلیوم راه هوایی عملکردی ایجاد می‌کنند ) خود را تجدید کنند یا از خود کپی کنند.

پیوند سلول‌های اپیتلیال آلوئولی ریه به مدل حیوانی

محققان CReM در مقاله دوم خود، « سلول‌های اپیتلیال آلوئولی بادوام ریه مشتق شده از PSC به موش‌های دارای قابلیت ایمنی پیوند زدند» تا بتوانندکیسه‌های هوای ریه را که به نام آلوئول شناخته می‌شوند، ایجاد کنند. کاتن و تیمش روش‌هایی را برای پیوند سلول‌های مهندسی شده به آلوئول‌ها، ناحیه ای از ریه که مسئول تبادل گاز است، توسعه دادند. سلول‌های پیوند شده هر دو نوع سلول آلوئولی را به نام پنوموسیت نوع 1 و نوع 2 تشکیل دادند. از آنجایی که پنوموسیت‌های نوع 2 به‌عنوان پیش‌ساز آلوئول‌های ریه در طول زندگی عمل می‌کنند، تشکیل پنوموسیت‌های نوع 2 جدید ایجاد شده از سلول‌های مهندسی شده پیوندی  را تضمین می‌کند تا از این طریق سلول‌ها خود تجدید و تمایز ‌یابند تا در نهایت آلوئول‌های ریه را برای مدت طولانی حفظ کنند.

دستاوردهای درمانی مطالعه

محققان بر این باورند که بازسازی سلول‌های بنیادی و پیش‌ساز ریه در مجاری هوایی و آلوئول‌ها با استفاده از سلول‌های مهندسی شده از سلول‌های بنیادی پرتوان، یافته‌ای مهم با پیامدهای بسیاری برای درمان آینده بیماری‌های ریوی است که شامل آسیب، انحطاط یا جهش است. از آنجایی که سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) را می‌توان از خون یا پوست هر فردی از طریق فناوری به نام برنامه‌ریزی مجدد تولید کرد، امیدواریم این کار به ایجاد روش‌های درمانی جدید کمک کند که در آن iPSCها می‌توانند از هر بیمار مبتلا به آن ساخته شوند. مارتین ما، اولین نویسنده اولین مقاله، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه پنبه و BU MD/ این مطالعه  گفت: در این روش سلول‌های فرد دارای بیماری ریوی، در آزمایشگاه به سلول‌های بنیادی ریه تمایز داده می‌شود تا برای پیوند برای بازسازی راه هوایی سالم و بافت‌های اپیتلیال آلوئولی به گونه ای بادوام و کاربردی استفاده شود.

بیماری‌های قابل درمان با این روش

مایکل هریگز، دکترا، نویسنده اول مقاله دوم و یک محقق فوق دکترا در آزمایشگاه کاتن، اضافه کرد:  برای کسانی که از بیماری‌های ژنتیکی ریه رنج می‌برند، مانند فیبروز کیستیک و دیسکینزی مژگانی اولیه، ویرایش ژنی iPSCها در آزمایشگاه قبل از پیوند امکان‌پذیر است، به این معنی که سلول‌های تازه پیوند شده جهش ژنی خود را اصلاح کرده و باید عاری از بیماری باشند تا قابلت پیوند داشته باشند. از آنجایی که این سلول‌ها از سلول‌های خود بیمار هستند و فقط در ژن اصلاح‌شده متفاوت هستند، از نظر تئوری نباید پس از پیوند مجدد به آن بیمار رد شوند، بنابراین از هرگونه نیاز به سرکوب سیستم ایمنی اجتناب می‌شود، همانطور که در دو اثبات خود نشان دادیم.  به گفته Kotton، این مقالات نشان دهنده اوج 20 سال تحقیق است. در حالی که درمان بیماری‌های ریوی مانند آمفیزم، فیبروز ریوی و COVID-19 به تحقیقات بیشتری نیاز دارد، ما امیدواریم که کسانی که دارای جهش‌های ژنی هستند که باعث آسیب به راه‌های هوایی ریه یا آلوئول می‌شوند، مانند کودکان یا بزرگسالان مبتلا به اشکال خانوادگی بیماری ریوی، در آینده با این نوع رویکرد قابل درمان باشند."

پایان مطلب/.