به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تحقیقات سلول‌های بنیادی انجام شده در فضا بینش‌های اساسی در مورد خواص و رفتار سلول‌های بنیادی در فضا از جمله تکثیر سلولی، تمایز و قابلیت‌های بازسازی ارائه کرده است. با این حال، ارزش علمی گسترده‌تری برای این تحقیق از جمله ترجمه بالقوه تحقیقات سلول‌های بنیادی در فضا به کاربردهای بالینی وجود دارد. دو محقق کلینیک مایو می‌گویند سلول‌های بنیادی رشد یافته در ریزگرانش در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی هستند که می‌توانند روزی به تسریع بیوتراپی‌های جدید و التیام بیماری‌های پیچیده کمک کنند. تجزیه و تحلیل تحقیقاتی منتشر شده در NPJ Microgravity، نشان می‌دهد که گرانش میکرو می‌تواند پتانسیل بازسازی سلول‌ها را تقویت کند. دکتر زبیر متخصص پزشکی آزمایشگاهی و مدیر پزشکی مرکز بیوتراپی ترمیمی در کلینیک مایو در فلوریدا است که مسئول این طرح است.

ارزیابی پتانسیل سلول‌های بنیادی و بافت‌های مشتق از آنها در فضا

در طول دو دهه گذشته، پیشرفت‌های فوق‌العاده‌ای در زیست‌شناسی سلول‌های بنیادی در پزشکی احیاکننده و همچنین نوآوری‌هایی در فناوری‌های فضایی صورت گرفته است. ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) به طور فزاینده‌ای از گروه‌های دانشگاهی و تجاری با استفاده از گرانش میکرو برای تحقیق و توسعه محصول با مزایای بالقوه برای استفاده در زمین حمایت می‌کند. علاقه فزاینده ای به ارزیابی پتانسیل سلول‌های بنیادی و بافت‌های مشتق از آنها در فضا برای مدل سازی مکانیسم‌های بیماری‌های انسانی و درمان بیماری‌ها از طریق سلول درمانی وجود دارد.

سه ماموریت ایستگاه فضایی بین المللی در خصوص مطالعه سلول‌های بنیادی

مطالعه سلول‎های بنیادی در فضا مکانیسم‌های سلولی را کشف کرده است که در غیر این صورت در حضور گرانش طبیعی ناشناخته خواهند بود. این کشف نشان‌دهنده ارزش علمی گسترده‌تر این تحقیق، از جمله کاربردهای بالینی بالقوه است.» دکتر زبیر آزمایش‌های سلول‎های بنیادی را از آزمایشگاه خود در سه ماموریت مختلف به ایستگاه فضایی بین المللی راه اندازی کرده است. مقاله مروری او داده هایی را در مورد این سوال علمی ارائه می‌دهد، "آیا فضا محیط ایده آل برای رشد تعداد زیادی سلول بنیادی است؟" نگرانی کلیدی دیگر این است که آیا سلول‎های رشد یافته در فضا می‌توانند قدرت و عملکرد خود را پس از سقوط روی زمین حفظ کنند یا خیر. دکتر زبیر می‌گوید: «هدف تقریباً تمام پروازهای فضایی که در آن سلول‌های بنیادی مورد مطالعه قرار می‌گیرند، افزایش رشد مقادیر زیادی از سلول‌های بنیادی با درجه بالینی ایمن و با کیفیت بالا با حداقل تمایز سلولی است». "امید ما این است که این سلول‎های رشد یافته در فضا را برای بهبود درمان بیماری‌های مرتبط با افزایش سن مانند سکته مغزی، زوال عقل، بیماری‌های عصبی و سرطان مطالعه کنیم."

چالش‌های رشد سلول‎های بنیادی روی زمین

سلول‎های بنیادی بالغ موجود در مغز استخوان و بافت چربی (چربی) تقسیم نمی‌شوند و به سلول‎های تخصصی تمایز نمی یابند. در نتیجه، تعداد سلول‎های بنیادی بالغ در هر بیمار محدود است. برای به دست آوردن سلول‎های بنیادی کافی برای تحقیقات بالینی یا استفاده بیمار، سلول ها باید تکثیر و گسترش یابند. این یک فرآیند پرهزینه و وقت گیر با نتایج متناقض است. از طریق تحقیقات در ایستگاه فضایی بین‌المللی، دانشمندان به درک جدیدی از چگونگی تکثیر، عملکرد و تبدیل سلول‌ها به سلول‌های تخصصی دست یافتند. نکته مهم این است که آنها همچنین کشف کرده اند که میکروگرانش رشد و عملکرد سلولی بهتری را در مقایسه با آنهایی که در محیط آزمایشگاه زمین کشت می کنند تقویت می‌کند. محیط فضایی مزیتی برای رشد سلول‎های بنیادی با ایجاد حالت سه بعدی طبیعی تر برای گسترش آنها ارائه می دهد که شباهت زیادی به رشد سلول ها در بدن انسان دارد. این در مقایسه با محیط کشت دو بعدی موجود در زمین است. دکتر زبیر می گوید که کمتر از بافت انسانی تقلید می کند.

اکتشافات سلول‎های بنیادی رشد یافته در فضا

ارزش فوری تحقیقات سلول‎های بنیادی بین ستاره ای ممکن است در رشد بافت برای مدل سازی بیماری باشد. سلول‎های بنیادی کشت شده در فضا می‌توانند برای بازسازی مدل‌های واقعی سرطان و سایر بیماری‌ها در یک ظرف پتری مورد استفاده قرار گیرند. سپس محققان می‌توانند از این مدل‌ها برای ردیابی پیشرفت بیماری و آزمایش درمان‌های جدید برای متوقف کردن آن استفاده کنند. بررسی جامع مقالات از کلینیک مایو و سایر مراکز بهداشتی دانشگاهی نشان می‌دهد که تحقیقات فضایی کاربردهایی فراتر از آزمایشگاه دارد. چندین رده سلول‎های بنیادی رشد یافته در شرایط بی وزنی پتانسیل بالینی را نشان داده اند.

معرفی سلول‎های بنیادی دارای قابلیت پتانسیل بالینی

سلول‎های بنیادی مزانشیمی سلول‎های بنیادی بالغی هستند که فاکتورهای رشد با پتانسیل بهبود ترشح می‍کنند. تیم دکتر زبیر مستند کرده اند که سلول‎های بنیادی مزانشیمی منبسط شده در ریزگرانش قابلیت سرکوب کننده سیستم ایمنی بیشتری نسبت به سلول‎های روی زمین دارند. سلول‎های بنیادی خون ساز دارای توانایی بازسازی خون برای مبارزه با عفونت، توقف خونریزی و حمل اکسیژن هستند. سلول‎های بنیادی خون ساز رشد کرده در ISS توانایی گسترش و تمایز به گلبول‌های قرمز یا سفید خون را نشان داده اند که روزی می‌تواند برای مدیریت بیماران مبتلا به سرطان خون مورد استفاده قرار گیرد. سلول‎های پیش ساز قلب و عروق بلوک‌های ساختمانی رگ‌های خونی و ماهیچه‌های قلب را فراهم می‌کنند. آنها نقش مهمی در ترمیم عضلات دارند. رشد سلول‎های پیش ساز قلبی عروقی در فضا در آینده می‌تواند گزینه‌های جدیدی را برای ترمیم بافت آسیب دیده در اثر حمله قلبی ارائه دهد. سلول‎های بنیادی عصبی در سیستم عصبی مرکزی یافت می‎شوند و نقش کلیدی در رشد، نگهداری و ترمیم مغز دارند. سلول‎های عصبی در یک محیط بدون جاذبه گسترش یافتند و قابلیت‌های بازسازی خود را در زمین حفظ کردند. محققان در حال بررسی این موضوع هستند که آیا سلول‎های عصبی رشد یافته در فضا می‌توانند درمان جایگزینی برای بیماری‌های سیستم عصبی مرکزی ارائه دهند یا خیر.

موانع کار

علیرغم وعده تحقیقات سلول‎های بنیادی فرازمینی، محققان با چالش‌های زیادی روبرو هستند. سلول‌ها ممکن است پس از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض میکروگرانش، قدرت و توانایی خود را برای عملکرد از دست بدهند. با گذشت زمان، تابش فضایی می‌تواند به DNA آسیب برساند و رشد سلول‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. نگرانی دیگر این است که آیا سلول‎های رشد یافته در میکروگرانش می‌توانند سرطانی شوند یا خیر. با این حال، تیم دکتر زبیر هیچ مدرکی دال بر آسیب کروموزومی که بتواند باعث ایجاد سرطان در سلول‎های بنیادی مزانشیمی کشت شده در فضا شود، پیدا نکردند. تحقیقات سلول‎های بنیادی در کیهان در مراحل اولیه است و اثرات کامل تکثیر سلول‌ها در بی وزنی به طور کامل درک نشده است. برای کمک به محققان در درک کامل پتانسیل بالینی سلول‎های گسترش یافته در فضا، به داده های علمی، تحقیقات و بودجه بیشتری نیاز است. دکتر زبیر می‌نویسد: "تحقیقات فضایی انجام شده تاکنون فقط یک نقطه شروع است. با ادامه تحقیقات برای کشف استفاده از فضا برای پیشبرد پزشکی احیا کننده، چشم انداز وسیع تری در مورد کاربرد سلول‎های بنیادی امکان پذیر است."

پایان مطلب/.