به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تیمی از محققان هویت سلول‌های خارج از هدف را که مسئول رشد غیرطبیعی هستند کشف کرده‌اند و روشی را برای حذف آنها از بافت‌های پانکراس مشتق از سلول iPS در حال توسعه برای سلول درمانی علیه دیابت نوع 1 ابداع کرده‌اند. سلول‌های iPS، یکی از دو نوع سلول‌های بنیادی پرتوان (PSCs)، منبع سلولی ارزشمندی برای تولید سلول‌ها و بافت‌های مختلف برای درمان‌های مبتنی بر سلول، از جمله درمان دیابت نوع 1 در نظر گرفته می‌شوند.

فواید سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی

تولید بافت‌ها و اندام‌ها از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی (PSCs)، که ظرفیت تکثیر نامحدودی دارند، می‌تواند مشکل کمبود اهداکننده برای پیوند اعضا را حل کند. به‌ویژه، در درمان دیابت نوع 1 (T1DM)، یک اختلال خود ایمنی که منجر به از دست دادن شدید سلول های β پانکراس می شود، انتظار می‌رود سلول درمانی با استفاده از سلول‌های غدد درون ریز پانکراس مشتق شده از PSC ها جایگزینی برای پیوند پانکراس یا جزایر باشد. مطالعات متعدد خواص و عملکرد سلول های غدد درون ریز پانکراس القایی را گزارش کرده‌اند که نشان می‌دهد روش‌های تمایز قابل اعتماد و قوی هستند. علاوه بر این، این سلول‌های غدد درون ریز لوزالمعده القا شده قابل مقایسه با جزایر بومی انسان هستند، و هنگامی که در حیوانات مدل T1DM کاشته می‌شوند، اثر عادی سازی گلوکز آشکار را با ترشح انسولین نشان می‌دهند. اگرچه سلول‌های تمایز یافته مشتق از PSC به طور بالقوه منبع نامحدودی را فراهم می‌کنند، خطر آلودگی با سلول‌های تمایز نیافته یا خارج از هدف در طول القا وجود دارد. هنگامی که پیش سازهای پانکراس مشتق از PSC یا سلول های غدد درون ریز پانکراس در موش‌های دارای نقص ایمنی کاشته می‌شوند، هیپرپلازی پیوند ناشی از سلول‌های ناخواسته در محصول نهایی گزارش شده است. این گرافت‌های بزرگ شده عمدتاً از ساختارهای کیستیک مجرای پانکراس تشکیل شده‌اند که مایع را در خود نگه می‌دارند و حجم آن را بیش از 10 برابر در 200 روز پس از کاشت افزایش می‌دهند. این ساختارهای کیستیک می‌توانند از سلول‌های پیش ساز غیر غدد درون ریز از دودمان لوزالمعده، که 2 تا 10 درصد از کل سلول‌ها را به‌عنوان محصولات جانبی تشکیل می‌دهند، نشات گرفته باشند. چندین تلاش برای کاهش سلول های پیش ساز غیر غدد درون ریز، از جمله مرتب سازی سلولی و بهینه سازی پروتکل انجام شده است. اگرچه این رویکردها تشکیل کیست را سرکوب می کنند، اطلاعات کمی در مورد ایمنی طولانی مدت آنها وجود دارد. پتانسیل سلول‌های iPS برای تبدیل شدن به تقریباً هر نوع سلولی در بدن، نگرانی‌هایی را در مورد خطرات احتمالی سلول‌های خارج از هدف و تومورزایی ایجاد می‌کند.

بافت‌های پانکراس مشتق از سلول iPS

بسیاری از گزارش‌ها رشد ناخواسته پیوند را پس از کاشت اجداد پانکراس یا سلول‌های غدد درون ریز مشتق از PSC در موش توصیف کرده‌اند که نگرانی‌ها در مورد ایمنی آنها را تقویت می‌کند. بنابراین، حذف سلول‌های خارج از هدف و کنترل تمایز و تکثیر محصولات سلولی مشتق شده از سلول iPS قبل از استفاده از آنها برای کاربردهای بالینی ضروری است. محققان یک پروتکل القایی را برای هدایت تمایز سلول‌های جزایر پانکراس مشتق از PSC (iPIC) از سلول‌های iPS اصلاح کرده‌اند. در مطالعه حاضر، محققان این تلاش مداوم را ادامه دادند و iPIC های تولید شده با استفاده از یک پروتکل القایی شش یا هفت مرحله ای (گرافت های s6- یا s7-iPIC) را در موش‌ها برای ارزیابی ایمنی طولانی مدت آنها کاشتند. در حالی که اکثر s7- iPIC ها هیچ‌گونه ناهنجاری را نشان ندادند، بسیاری از گرافت های s6-iPIC منجر به کیست‌های بزرگ یا رشد غیرمنتظره شدند که مشکوک به ایجاد سلول‌های پیش ساز غیر غدد درون ریز باقی‌مانده با درمان PD-166866 موجود در پروتکل القایی s7-PIC هستند. از طریق تجزیه و تحلیل بافت شناسی و توالی یابی RNA تک سلولی (scRNA-seq)، محققان این رشد ناخواسته را به سلول های مشابه سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSC) و سلول‌های عضله صاف (SMC) کمک کردند. این تیم همچنین نشان داد که PMSCها مختص روش القای iPIC آنها نیستند، زیرا بررسی مجدد داده‌های scRNA-seq از یک مطالعه مستقل که گرافت‌های in vivo سلول‌های جزیره‌مانند مشتق شده از PSC را بررسی می‌کرد، همچنین حضور یک جمعیت سلولی را نشان داد. نشانگرهای خاص PMSC علاوه بر این، آنها دریافتند که PMSC ها، که به نظر می‌رسد تنها پس از پیوند ایجاد می شوند، ویژگی‌های رحمی را نشان می‌دهند. پس از شناسایی این سلول‌های ناخواسته، تیم تحقیقاتی در مرحله بعدی به دنبال راه‌هایی برای از بین بردن این سلول‌های PMSC برای جلوگیری از رشد غیرطبیعی مشاهده شده اولیه بودند. همانطور که گفته شد، از آنجایی که به نظر می رسد PMSC ها تنها پس از کاشت و غربالگری برای از بین بردن آنها در شرایط in vivo به زمان زیادی نیاز دارد و حیوانات آزمایشی نیاز به زمان زیادی دارد، محققان تلاش کردند تا شرایط پس از کاشت را در داخل بدن شبیه‌سازی کنند تا ظاهر PMSC ها را القا کنند. برای این منظور، آن ها تشخیص دادند که ترکیبی از زمان کشت طولانی و محیط حاوی فاکتور رشد اپیدرمی (EGF) منجر به تولید در شرایط آزمایشگاهی جمعیت سلولی مشابه PMSC ها پس از پیوند می‌شود. با استفاده از این پروتکل القایی اصلاح شده، تیم تحقیقاتی روش‌هایی را برای حذف PMSC های نامطلوب طراحی کردند. با علم به اینکه s7-iPIC ها پس از کاشت در مقایسه با s6-iPIC ها، PMSC های زیادی تولید نمی‌کنند، توانایی R428، N-استیل سیستئین و Trolox را که فاکتورهای s7- اما نه s6-iPIC با آنها درمان می‌شوند، مورد آزمایش قرار دادند تا مشخص شود که آیا آنها هستند یا خیر. اگرچه N-acetylcysteine و Trolox هیچ تاثیری نداشتند، R428، یک مهارکننده AXL، به طور قابل توجهی PMSCهای احتمالی را از s6-PICs کاهش داد. علاوه بر این، از آنجایی که PMSCها ویژگی های رحمی را نشان می‌دهند، محققان همچنین دریافتند که lenvatinib (یک مهارکننده مولتی‌کیناز که برای کارسینوم آندومتر نشان داده شده است) دارای کارایی مشابه R428 در جلوگیری از تولید PMSC است. با این حال، آنها استدلال کردند که مکانیسم‌های مستقل از کیناز احتمالاً مسئول تولید PMSC هستند زیرا برخی از PMSCها هنوز هم می‌توانند ایجاد شوند حتی اگر چندین مهارکننده کیناز در طول تمایز s7-iPIC استفاده شوند. در عوض، از آنجایی که ترکیبات مبتنی بر پلاتین، مانند سیس پلاتین، و تاکسان ها، مانند دوستاکسل و پاکلیتاکسل، معمولاً به عنوان شیمی‌درمانی های خط اول در برابر سرطان آندومتر استفاده می‌شوند، تیم تحقیقاتی همچنین بررسی کردند که آیا آنها می توانند برای از بین بردن PMSCs موثر باشند یا خیر. در واقع، سیس پلاتین و دوستاکسل به طور موثری از تولید PMSC بدون هیچ گونه اثر قابل مشاهده بر روی انواع سلول های مورد نظر که به سلول های β- و α بعد از کاشت بالغ می‌شوند، جلوگیری کردند. در نهایت، برای نشان دادن اثربخشی درمان با دوستاکسل به عنوان ابزاری مناسب برای از بین بردن PMSCs از s7-PIC پس از پیوند in vivo، محققان s7-iPICs را با یا بدون درمان دوستاکسل در موش‌های مدل دیابت نوع 1 ناشی از دارو کاشتند. همانطور که انتظار می‌رفت، s7-iPIC با و بدون درمان دوستاکسل به طور موثر تولید انسولین و تنظیم گلوکز خون را بازیابی کرد. قابل توجه است، هیچ PMSC یا کیست در هر دو مورد تشخیص داده نشد. برای نشان دادن بیشتر اثرات دوستاکسل بر از بین بردن انواع سلول های ناخواسته، تیم تحقیقاتی همچنین s6-iPIC را کاشته کردند که در مورد تشکیل کیست و تولید PMSC با یا بدون درمان با دوستاکسل مشکل سازتر شناخته می‌شوند. به طور مشابه، PMSCها و کیست‌های بزرگ زمانی که s6-iPIC با دوستاکسل درمان شدند، به طور کامل وجود نداشتند، بنابراین توانایی دوستاکسل برای از بین بردن سلول‌های نامطلوب قبل از پیوند نشان داده شد. از طریق این مطالعه، تیم تحقیقاتی نه تنها سلول‌های مسئول رشد غیرطبیعی بافت‌های پانکراس مشتق‌شده از سلول iPS پیوندی را شناسایی کردند، بلکه با گنجاندن یک مرحله درمان اضافی با دوستاکسل در پروتکل القایی، ابزار مؤثری برای از بین بردن آنها نیز شناسایی کردند. بنابراین، با جدیدترین یافته‌های آن‌ها، مشخصات ایمنی درمان‌های مبتنی بر سلول iPS برای دیابت نوع 1 یک گام مهم نزدیک‌تر به تضمین ایمنی بیمار است.

پایان مطلب./