به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، برنامه‌ریزی مجدد سلول‌های سوماتیک به سلول‌های بنیادی پرتوان، پتانسیل بسیار زیادی برای استفاده در بازسازی یا توسعه مجدد بافت‌ها برای پیوند دارد و کاربرد آینده این روش یکی از مهم‌ترین موضوعات تحقیقاتی در پزشکی بازساختی است. این سلول‌ها از سلول‌های طبیعی، سلول‌های بنیادی بالغ یا سلول‌های سرطانی نئوپلاستیک تولید می‌شوند. آن‌ها نشانگرهای سلول‌های بنیادی جنینی، مانند OCT4، SOX2، و NANOG را بیان می‌کنند و می‌توانند به تمام انواع بافت در بزرگسالان، هم در شرایط آزمایشگاهی و هم در داخل بدن تمایز پیدا کنند. با این حال، تومورزایی، ایمنی زایی و ناهمگنی جمعیت‌های سلولی ممکن است استفاده از این روش را در درمان‌های پزشکی مختل کند. خطر تشکیل سرطان به جهش این ژن‌های بنیادی در طول تبدیل سلول‌های بنیادی پرتوان به سلول‌های سرطانی و به تغییر ریزمحیط‌های سلول‌های بنیادی در سطوح ژنتیکی و اپی ژنتیکی بستگی دارد. گزارش‌های اخیر نشان داده‌اند که تولید سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) مشتق‌شده از فیبروبلاست‌های انسانی را می‌توان با استفاده از مواد شیمیایی القا کرد، که یک استراتژی تولیدی ایمن، آسان و بالینی برای اصلاح سرنوشت سلولی سلول‌های انسانی مورد نیاز برای درمان‌های بازسازی است. 
ترانسپوزون‌ها
دو سیستم انتقال ژن مشتق شده از ترانسپوزون، PiggyBac و سیستم ترانسپوزون، به عنوان ابزارهای یکپارچه سازی با کاهش خطر جهش تولید شده‌اند. با این حال، کارایی برنامه ریزی مجدد آن‌ها کمتر از ناقل‌های ویروسی است.
وکتورهای ویروسی غیر یکپارچه
اولین پروتکل غیر یکپارچه برای برنامه‌ریزی مجدد ژنتیکی بر اساس یک ناقل آدنوویروس در سال 2008 بود، که در آن سلول‌های کبدی موش با استفاده از یک آدنوویروس غیرقابل تکثیر که OSKM را کد می‌کند، آلوده شدند. محققان همچنین روشی را برای تولید iPSCها با استفاده از فیبروبلاست‌های انسانی با معرفی یک آدنوویروس بیان کننده OSKM توسعه دادند. با این حال، استفاده از آدنوویروس‌ها دارای معایبی از جمله بازده عفونت کم و حذف سریع تراریخته‌ها از سلول‌های میزبان پرولیفراتیو است. ویروس سندای یک ویروس RNA حاوی RNA تک رشته‌ای به عنوان سنس منفی است که بدون هیچ واسطه DNA در سلول میزبان در سیتوپلاسم تکثیر می‌شود. به دلیل این ویژگی‌ها، این ویروس در سراسر جهان برای برنامه‌ریزی مجدد انواع سلولی از جمله فیبروبلاست‌ها، لنفوسیت‌های T و سلول‌های لنفوئیدی خون محیطی استفاده می‌شود. 
انتقال DNA خطی
DNA خطی برای ترانسفکشن با استفاده از الکتروپوریشن یا یک سیستم لیپوزوم برای برنامه ریزی مجدد سلول‌ها با استفاده از یک وکتور پلی سیسترونیک، که می‌تواند تمام cDNA های وارد شده را از یک پروموتر منفرد بیان کند، استفاده شد. اگرچه سادگی این روش جذاب است، اما بازده ترانسفکشن پایینی دارد. محققان iPSCهای انسانی بدون توالی‌های ناقل و ترانس ژن با استفاده از یک ناقل ترانسفکشن منفرد با پلاسمید منشأ ویروسی منشا oriP/Epstein-Barr بر پایه آنتی ژن هسته‌ای 1 بردار اپیزومی تولید کرد. اپیزوم‌ها به عنوان DNA های خارج کروموزومی شناخته می‌شوند که می‌توانند به طور مستقل در سلول‌ها تکثیر شوند.
تحویل پروتئین
محققان یک فرآیند برنامه ریزی مجدد سلولی موفق با واسطه پروتئین‌های نوترکیب با موفقیت در فیبروبلاست‌های موش گزارش شد. یک دامنه پروتئینی پلی آرژینین (11R) مرتبط با C-پایانه هر فاکتور OSKM به سلول‌ها معرفی شد. سپس، اسید والپروئیک برای تولید iPSCها به طور موثر اضافه شد. سلول‌های فیبروبلاست انسانی با استفاده از عصاره‌های سلولی تولید شده توسط سلول‌های 293 کلیه جنینی انسان که هر یک از چهار فاکتور OSKM را بیان می‌کنند، مجدداً برنامه‌ریزی شدند.
مولکول های شیمیایی
برخی مواد شیمیایی خاص نه تنها می‌توانند برنامه ریزی مجدد سلول‌های سوماتیک را تقویت کنند، بلکه می‌توانند این سلول‌های سوماتیک را نیز برنامه ریزی مجدد کنند. برای مثال، iPSCها مستقیماً از سلول‌های بدنی موش با استفاده از ترکیبی از مواد شیمیایی تولید شدند. فیبروبلاست‌های جنینی موش، سلول‌های پیش‌ساز عصبی و سلول‌های اپیتلیال روده کوچک به‌طور هم‌زمان توسط تنها باریک برنامه‌ریزی شدند.
کاهش خطر شروع سرطان در iPSCها و iPCSCهای القا شده
گزیده‌ای از سلول‌های سوماتیک تمایز یافته مشتق از iPSC که برای استفاده بالینی ایمن خواهند بود. آزمایش‌هایی برای ارزیابی کیفیت NSCهای متمایز شده انسانی مشتق‌شده از iPSCها پس از پیوند به حیوانات دارای نقص ایمنی برای بررسی خطر احتمالی تومورزایی در NSCها انجام شده است. نشان داده شد که معرفی یک ژن کاسپاز 9 القایی (iCaspase 9) که در برابر تبدیل تومورزایی در iPSC های انسانی مقاومت می‌کند، از ایجاد تومور پس از پیوند سلول‌های سوماتیک مشتق شده از iPSC به موش‌های مبتلا به آسیب نخاعی جلوگیری می‌کند. درمان با iCaspase 9 ممکن است یک استراتژی برای مهار تبدیل تومورزایی سلول‌های مشتق شده از iPSC پیوندی در انتقال‌های درمانی سلول‌های بنیادی باشد. با این حال، این کارآزمایی (AP1903) برای ایجاد سیستمی با داروی سرکوب کننده ایمنی به طور گسترده در دسترس برای القای ژن خودکشی، بازتولید نشده است. دو ساختار حامل یک ژن خودکشی القایی RapaCasp9-G یا RapaCasp9-A هستند که حاوی یک پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی (rs1052576) است که بر کارایی کاسپاز 9 درون زا تأثیر می‌گذارد.
سیستم‌های برنامه ریزی مجدد اضافی و تصفیه شیمیایی با مولکول‌های کوچک
برنامه‌ریزی مجدد سلول‌ها را می‌توان با تحریک شیمیایی با مولکول‌های کوچک القا کرد که می‌تواند باعث ایجاد PSCهای حیوانی و انسانی شود. برنامه ریزی مجدد شیمیایی به عنوان یک استراتژی امیدوارکننده برای استفاده از iPSCها در پزشکی احیا کننده شناخته شده است. محققان پیشنهاد کردند که روش‌های برنامه‌ریزی مجدد که شامل مواد ژنتیکی نمی‌شوند، می‌توانند به عنوان جایگزین‌های ممکن برای تولید iPSCهای ایمن عمل کنند. قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی با برخی مولکول‌های کوچک می‌تواند سرنوشت سلول‌های سوماتیک را به سرنوشت سلول‌های بنیادی پرتوان تغییر دهد. به عنوان تنظیم کننده‌های اپی ژنتیک، مولکول‌های شیمیایی کوچک (AZA، والپروئیک اسید و بوتیرات) برای افزایش کارایی برنامه ریزی مجدد و تولید iPSC های ایمن بدون هیچ گونه تغییر ژنتیکی استفاده شده‌اند.
هدف قرار دادن عوامل سلول‌های بنیادی ناشی از ROS در سرطان
در این بخش، محققان به طور مختصر در مورد عملکرد فاکتورهای بنیادی خاص، مانند OCT4، SOX2، و NANOG، که در هموستاز ROS نقش دارند، مانند محور گیرنده هیدروکربن آریل (AhR)-Nrf2 در توسعه سرطان بحث کردند. AhR بر مراحل بحرانی تومورزایی، مانند شروع، پیشرفت، و متاستاز و ضد تومور زایی تأثیر می‌گذارد و به عنوان یک سرکوب کننده تومور عمل می‌کند. گزارش‌های متناقضی از عملکرد AhR به‌عنوان یک عامل تومورزا یا سرکوب‌کننده تومور در سرطان وجود دارد. Bunaciu و Yen گزارش کردند که تمایز سلول‌های لوسمی ناشی از رتینوئیک اسید با افزایش سطوح AhR و کاهش سطح Oct4 ارتباط دارد، که نشان‌دهنده همبستگی منفی بین این دو عامل در CSCs است.
این بررسی پیشرفت فعلی را در کاهش خطر تومورزایی فناوری‌های iPSC از جمله کاهش پتانسیل تومورزایی و ترویج مرگ سلول‌های غیرطبیعی نشان می‌دهد. تلاش‌هایی که در اینجا ذکر شده برای کاربرد بالینی فناوری iPSC در پیشگیری از سرطان بسیار مهم است. محققان شباهت‌ها و تفاوت‌های بین سرطان زایی و برنامه ریزی مجدد سلول‌های سرطانی و همچنین سلول‌های طبیعی را شرح داده شد. اگرچه فناوری iPSC توسعه مدل‌های خاص بیماری را برای بیماری‌های متمایز تسهیل کرده است، بازآفرینی شرایط سرطان‌زا موفقیت‌آمیز کمتری داشته است. کارایی برنامه ریزی مجدد CSC نسبتاً کم است و برنامه ریزی مجدد ژنتیکی و اپی ژنتیکی باید روشن شود. 
پایان مطلب/