به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، پژوهشگران از مرکز پزشکی بازسازی (CReM) و بخش پزشکی بیمارستان پزشکی بوستون (BMC) و دانشگاه بوستون (BU) گامی بزرگ در توسعه درمان‌های جدید برای کم‌کاری تیروئید برداشته‌اند. این بیماری زمانی رخ می‌دهد که غده تیروئید به اندازه کافی هورمون تولید نمی‌کند. تیم تحقیقاتی به رهبری دارل کاتن، MD و آنتونی هالنبرگ، MD، یک پروتکل موفق برای تولید سلول‌های اپیتلیالی فولیکول تیروئیدی بالغ (TFCs) توسعه داده‌اند که مسئول تولید هورمون‌های تیروئید هستند. طبق مطالعه‌ای جدید در Stem Cell Reports، این سلول‌های TFC می‌توانند به مدل‌های حیوانی مبتلا به کم‌کاری تیروئید پیوند زده شوند. این سلول‌ها ممکن است در آینده به درمان کم‌کاری تیروئید در انسان‌ها کمک کرده و علائم آن همچون خستگی، مشکلات عضلانی، افسردگی، مشکلات حافظه و کاهش ضربان قلب را تسکین دهند.

کم‌کاری تیروئید مادرزادی (CH)

کم‌کاری تیروئید مادرزادی (CH) بر 1 نفر از هر 3,500 تولد تاثیر می‌گذارد و نیازمند درمان مادام‌العمر با هورمون تیروئید (TH) است . با توجه به اینکه رایج‌ترین علل شناسایی‌شده برای CH شامل جهش‌های گیرنده هورمون تحریک‌کننده تیروئید (TSHR) و فاکتورهای رونویسی هستند، اگر امکان تمایز سلول‌های بنیادی پرتوان القا شده انسانی (iPSCs) به سلول‌های فولیکولی تیروئیدی (TFCs) عملکردی فراهم شود، می‌توان به استراتژی درمان سلولی فکر کرد. iPSCهای انسانی افراد مبتلا می‌توانند ابتدا با استفاده از ویرایش ژن اصلاح جهش‌ها شوند و سپس پیوندهای TFC عملکردی از iPSCهای همان فرد تهیه شوند. بزرگسالانی که به علت برداشتن یا تخریب جراحی غده تیروئید مبتلا به کم‌کاری تیروئید هستند، نیز می‌توانند از این روش بهره‌مند شوند. قبلاً ما یک پروتکل بدون سرم برای تمایز سلول‌های بنیادی جنینی موش (ESCs) یا iPSCهای موش به سلول‌های فولیکولی تیروئیدی عملکردی که قادر به بازیابی سطح هورمون تیروئید در موش‌های فاقد تیروئید بودند، توسعه دادیم. این پروتکل به تمایز هدایت‌شده سلول‌های بنیادی پرتوان از طریق اندودرم پیش‌سینه‌ای به پیش‌سازهای تیروئیدی متکی بود که می‌توانستند در آزمایشگاه به اپی‌تلیوم فولیکولی تیروئیدی بالغ شوند و قبل از پیوند در بدن، به‌طور کامل تمایز یابند. شناسایی سیگنال‌دهی پروتئین مورفوژنیک استخوان (BMP) و فاکتور رشد فیبروبلاست (FGF) به‌عنوان ضروری و کافی برای مشخص کردن خط‌مشی تیروئید در یک مرحله کلیدی از تمایز اندودرم پیش‌سینه‌ای (روزهای 6 تا 12 در آزمایشگاه، معادل روز 8.5 جنینی در بدن) از اجزای اساسی این رویکرد بود.

تولید سلول‌های TFC از سلول‌های بنیادی چندتوان القایی انسانی (iPSCs)

پژوهشگران این سلول‌های TFC را از سلول‌های بنیادی چندتوان القایی انسانی (iPSCs) به دست آوردند که از سلول‌های پوست یا خون اهدا شده بزرگسالان بدست می‌آیند و با فعال‌سازی چهار ژن تنظیم‌کننده تکامل، دوباره به حالت مشابه سلول‌های بنیادی جنینی بازبرنامه‌ریزی می‌شوند. سلول‌های iPSC سپس می‌توانند به هر نوع سلول در بدن تمایز یابند. دارل کاتن، بنیان‌گذار CReM و استاد پزشکی در دانشگاه بوستون می‌گوید: "سلول‌های بنیادی چندتوان القایی ابزار قدرتمندی برای پزشکی بازسازی هستند زیرا منبعی نامحدود از سلول‌های خاص بیمار ارائه می‌دهند که به‌طور بالقوه می‌توانند برای درمان طیف وسیعی از بیماری‌ها استفاده شوند." او افزود: "این مطالعه ما را یک گام به استفاده از سلول‌های تیروئیدی مشتق شده از iPSC برای درمان‌های سلولی کم‌کاری تیروئید نزدیک‌تر می‌کند." بنابراین تمایز هدایت‌شده برای توسعه سلول‌های فولیکولی تیروئیدی عملکردی انسانی (TFCs) یک استراتژی ارزشمند برای درمان سلولی در کم‌کاری تیروئید فراهم می‌آورد. پروتکلی که در اینجا شرح داده شده، نشان‌دهنده توانایی توسعه TFCها است، همان‌طور که با بیان ۴ فاکتور رونویسی ضروری که به‌طور منحصر به فردی یک TFC را تعریف می‌کنند، یعنی NKX2-1، PAX8، HHEX و FOXE1، تأیید شده است. طراحی یک خط iPSC انسانی حاوی گزارشگرهایی که به مکان‌های ژنی درونی NKX2-1 و PAX8 هدف‌گذاری شده‌اند، به ما این امکان را داد که پروتکل خود را بهینه‌سازی کنیم، زیرا توانستیم پیش‌سازهای تیروئیدی را که این دو ژن را هم‌بیان می‌کنند، مشاهده، تصفیه و شناسایی کنیم.

هدف از انجام مطالعه

در اینجا، ما به دنبال توسعه یک پروتکل تمایز هدایت‌شده بوده‌ایم که قابل تکرار در خطوط مختلف iPSC انسانی (hiPSC) باشد و قادر به تولید منبع نامحدودی از سلول‌های فولیکولی تیروئیدی عملکردی (TFCs) برای مطالعات پایه در آزمایشگاه یا پیوند در بدن باشد. ما از پروتکل موش خود به‌عنوان نقطه آغاز استفاده کرده‌ایم و یک خط گزارشگر iPSC انسانی دوفلورسانس جدید طراحی کرده‌ایم که قادر است سلول‌هایی که به سلول‌های اپی‌تلیالی تیروئیدی انسانی تمایز می‌یابند و می‌توانند به فولیکول‌های سه‌بعدی در آزمایشگاه و در بدن موش‌های کم‌کاری تیروئید تشکیل دهند، کمّی‌سازی، پیگیری یا تصفیه کند. بنابراین، ما مراحل کلیدی لازم برای استخراج سلول‌های TFC قابل پیوند انسانی از iPSCهای انسانی غیرتمایز یافته را تعیین کرده‌ایم.

شیوه تحقیقاتی

در ابتدا، تیم پژوهشی iPSCهایی را توسعه داد که در هنگام قرار گرفتن در معرض طول موج خاصی از نور، در صورتی که ژن‌های خاص تیروئیدی NKX2-1 و PAX8 را داشته باشند، درخشش می‌کنند. این ویژگی به شناسایی دقیق و تصفیه سلول‌های پیش‌بینی‌شده برای تبدیل به TFC کمک کرد. سپس، پژوهشگران با استفاده از یک پروتکل تمایز به‌دقت بهینه‌شده که از محیط بدون سرم و مولکول‌های سیگنال‌دهی کلیدی مانند BMP4 و FGF2 بهره می‌برد، سلول‌های TFC را توسعه دادند. توالی‌یابی RNA تک‌سلولی نشان داد که اکثریت سلول‌های iPSC به‌طور موفقیت‌آمیز در عرض یک ماه به سلول‌های TFC بالغ تبدیل شدند و توانایی سازماندهی به‌صورت فولیکول‌های سه‌بعدی تیروئیدی را داشتند.

نتایج کسب شده از مطالعه

هنگامی که این سلول‌های TFC به مدل حیوانی مبتلا به کم‌کاری تیروئید پیوند داده شدند، سلول‌ها ساختارهای شبیه تیروئید، از جمله فولیکول‌های مثبت تیروگلوبولین را که برای عملکرد صحیح تیروئید ضروری هستند، تشکیل دادند. آنتونی هالنبرگ، رئیس BMC و استاد پزشکی در دانشگاه بوستون می‌گوید: "یافته‌های ما پیشرفت مهمی در توانایی تولید سلول‌های تیروئیدی انسانی در آزمایشگاه هستند. اگرچه هنوز کارهای بیشتری لازم است تا این تحقیق به درمان بالینی تبدیل شود، پروتکلی که ما توسعه داده‌ایم می‌تواند راه را برای درمان‌های بازسازی کم‌کاری تیروئید هموار کند." او افزود: "امیدواریم روزی یک راه‌حل سلولی برای بیمارانی که تحت جراحی تیروئید قرار می‌گیرند یا با کم‌کاری تیروئید مادرزادی به دنیا می‌آیند، ارائه دهیم.

پایان مطلب/.