به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، محققان برای اولین بار در جهان موفق به ایجاد سلول‌های بنیادی خون شده‌اند که شباهت زیادی به سلول‌های بدن انسان دارند و این کشف می‌تواند به زودی به درمان‌های شخصی برای کودکان مبتلا به سرطان خون و اختلالات نارسایی مغز استخوان منجر شود. این تحقیق که توسط مؤسسه تحقیقات کودکان مرداک (MCRI) انجام شده و در Nature Biotechnology منتشر شده است، بر مانع بزرگی برای تولید سلول‌های بنیادی خون انسان غلبه کرده است که می‌تواند گلبول‌های قرمز، گلبول‌های سفید خون و پلاکت‌هایی را ایجاد کند که نزدیک به سلول‌های موجود در جنین انسان باشد. تمایز سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی (سلول‌های PS) به سلول‌های بنیادی خونساز (HSCs) در حال رشد مجدد می‌تواند گزینه‌های درمانی جدیدی را برای طیف وسیعی از اختلالات خونساز ارائه کند. به عنوان مثال، HSCهای مشتق شده از سلول‌های PS القا شده توسط بیمار سلول‌های iPS می‌توانند عدم تطابق اهداکننده میزبان را که منجر به بیماری پیوند در مقابل میزبان می‌شود، که منبع اصلی عوارض و مرگ و میر در گیرندگان پیوندهای آلوژنیک ناقص همسان است، دور بزنند. HSC های مشتق شده از سلول های iPS ویرایش شده توسط ژنوم می‌توانند بیماران را با اصلاح علل ژنتیکی بیماری‌های خونی، مانند سندرم‌های نارسایی مغز استخوان، درمان کنند. مدل‌سازی توسعه خونساز یا بیماری‌ها با استفاده از سلول‌های مشتق شده از سلول iPS ویرایش‌شده می‌تواند به طور دقیق خون‌سازی نابجا را خلاصه کند و در نتیجه توسعه درمان‌های مؤثرتر را تسهیل کند. اولین سلول‌های خون انسان به صورت خارج جنینی در امواج مجزا از کیسه زرده رشد می‌کنند. سلول‌های خونساز داخل جنینی، که فرزندان آنها سیستم خون بالغ را تشکیل می‌دهند، به طور جداگانه در ناحیه آئورت-گناد-مزونفروس (AGM) رشد می‌کنند، جایی که از دیواره آئورت بین روزهای 27 و 40 بارداری جوانه می‌زنند. پس از بیرون آمدن از آئورت، این preHSCها بالغ شده و کبد جنین را مستعمره می‌کنند و در این فرآیند، ظرفیت تجدید جمعیت قوی پیدا می‌کنند. سپس حوضچه عملکردی HSC در کبد جنین قبل از کاشت مغز استخوان گسترش می‌یابد. اگرچه AGM جنین‌های انسان روز 32-41 عمدتاً preHSCs تولید می‌کند، همچنین HSCs به ندرت مجدداً تولید می‌کند.

تولید مجدد HSC

تولید مجدد HSCها از سلول‌های PS چالش‌برانگیز بوده است، تا حدی به دلیل مشکلات در تمایز سلول‌های نمایانگر خون‌سازی نوع AGM از سلول‌های مشابه YS که نمی‌توانند پیوند بزنند. با این حال، مشخص شد که بیان ژن HOXA می‌تواند بین سلول‌های HOXA منفی مشتق شده از YS و سلول‌های HOXA مثبت مشتق از AGM تمایز قائل شود، که یک نشانگر حیاتی برای هدایت تمایز هدایت‌شده سلول‌های iPS به  HSCsایجاد می‌کند. متعاقباً، محققان دریافتند که کشت مزودرم با آگونیست Wnt CHIR99201 و/یا مهارکننده لنفوم کیناز آناپلاستیک سلول‌ها را به حالت HOXA-miking مثبت می‌رساند. مسیر تمایز مشابه AGM18. الگوی بیان ژن سلول‌های مشتق از سلول iPS که این مسیر را دنبال می‌کنند، شبیه الگوی سلول‌ها در AGM جنین‌های روز 32 بود، زمانی که اولین HSCهای انسانی در حال رشد مجدد به وجود آمدند. با این حال، مشخص نبود که آیا این شباهت در بیان ژن به یک شباهت عملکردی نیز تبدیل خواهد شد یا خیر. در اینجا، محققان یک پروتکل تمایز سلولی iPS را ایجاد کردند که سلول‌های CD34+ HSC (که iHSC مشخص می‌شود) را ایجاد کرد که قادر به پیوند چند خطی (MLE) بود. عناصر کلیدی این پروتکل شامل یک محیط تعریف شده و حفظ انجماد سلول های CD34+ برای سازگاری با کاربردهای بالینی آینده بود. سرپرست این تیم تحقیقاتی عنوان کرد که این تیم به کشف مهمی در توسعه سلول‌های بنیادی خون انسان دست یافته است و راه را برای استفاده از این سلول‌های رشد یافته آزمایشگاهی در پیوند سلول‌های بنیادی خون و مغز استخوان هموار می‌کند. توانایی گرفتن هر سلول از بیمار، برنامه‌ریزی مجدد آن به سلول‌های بنیادی و سپس تبدیل آن‌ها به سلول‌های خونی مشابه برای پیوند، تأثیر زیادی بر زندگی این بیماران آسیب‌پذیر خواهد داشت. قبل از این مطالعه، توسعه سلول‌های بنیادی خون انسان در آزمایشگاه که قادر به پیوند به مدل حیوانی نارسایی مغز استخوان برای ساخت سلول‌های خونی سالم بود، دست‌یافتنی نبود.

هدف مطالعه

محققان یک جریان کاری ایجاد کردند که سلول‌های بنیادی خون قابل پیوند ایجاد کرده است که دقیقاً منعکس کننده موارد موجود در جنین انسان است. نکته مهم این است که این سلول‌های انسانی را می‌توان در مقیاس و خلوص مورد نیاز برای استفاده بالینی ایجاد کرد. در این مطالعه، سلول‌های بنیادی خون انسان که در آزمایشگاه مهندسی شده بودند، به موش‌های دارای نقص ایمنی تزریق شد. این مطالعه نشان داد که سلول‌های بنیادی خون در سطوحی مشابه با آنچه در پیوند سلول‌های خون بند ناف مشاهده می‌شود، مغز استخوان عملکردی پیدا می‌کنند، که یک معیار اثبات شده موفقیت است. این تحقیق همچنین نشان داد که سلول‌های بنیادی رشد یافته آزمایشگاهی را می‌توان قبل از پیوند موفقیت آمیز به موش منجمد کرد. این فرآیند حفظ سلول‌های بنیادی خون اهداکننده قبل از پیوند به بیماران را تقلید کرد. این یافته‌ها می‌تواند به گزینه‌های درمانی جدیدی برای طیف وسیعی از اختلالات خونی منجر شود. گلبول‌های قرمز خون برای انتقال اکسیژن حیاتی هستند و گلبول‌های سفید دفاع ایمنی بدن ما هستند، در حالی که پلاکت‌ها باعث لخته شدن خون می‌شوند و خونریزی ما را متوقف می‌کنند. درک چگونگی رشد و عملکرد این سلول‌ها مانند رمزگشایی یک پازل پیچیده است. با تکمیل روش‌های سلول‌های بنیادی که رشد سلول‌های بنیادی خون طبیعی موجود در بدن ما را تقلید می‌کنند، می‌توان درمان‌های شخصی برای طیف وسیعی از بیماری‌های خونی، از جمله سرطان خون و نارسایی مغز استخوان را درک کرده و توسعه داد. سرپرست این تحقیقاتی افزود: در حالی که پیوند سلول‌های بنیادی خون اغلب بخش مهمی از درمان نجات دهنده برای اختلالات خونی دوران کودکی است، اما همه کودکان اهداکننده ایده آلی پیدا نکردند. سلول‌های ایمنی اهداکننده ناهماهنگ از پیوند می‌تواند به بافت‌های گیرنده حمله کند و منجر به بیماری شدید یا مرگ شود توسعه سلول‌های بنیادی خونی شخصی‌سازی‌شده و مختص بیمار، از این عوارض جلوگیری می‌کند، کمبود اهداکنندگان را برطرف می‌کند و در کنار ویرایش ژنوم، به اصلاح علل زمینه‌ای بیماری‌های خونی کمک می‌کند. به گفته دانشمندان مرحله بعدی، احتمالاً در حدود پنج سال آینده، انجام یک آزمایش بالینی فاز اول برای آزمایش ایمنی استفاده از این سلول‌های خونی رشد یافته آزمایشگاهی در انسان است.

پایان مطلب./