به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در سال 2024، یک زن در چین مبتلا به دیابت نوع 1 (T1D) اولین فردی بود که یک سال به طور مستقل پس از دریافت پیوند سلول‌های بتا از سلول‌های بنیادی پرتوان القا شده (iPSC) خود از انسولین زندگی کرد. این دستاورد – یک گام بزرگ به سوی درمان‌های سلولی برای دیابت – نتیجه دو دهه تلاش هونگکویی دنگ، زیست‌شناس سلول بنیادی در دانشگاه پکینگ بود. او و چندین محقق دیگر که در پیشرفت‌های زیست‌شناسی سلول‌های بنیادی و علم پیوند نقش داشته‌اند، اکنون شاهد تحقق رویای خود در زمینه درمان‌های سلولی برای مدیریت دیابت هستند.

یک راه‌حل ناقص برای کنترل قند خون

در دیابت نوع 1 (T1D)، سیستم ایمنی به سلول‌های تولیدکننده انسولین، جزایر سلولی بتا در پانکراس حمله می‌کند و باعث کاهش تدریجی میزان انسولین برای تنظیم قند خون می‌شود. این قند خون تنظیم نشده می‌تواند باعث تولید بیش از حد کتون‌ها، افزایش اسیدیته خون و مجموعه‌ای از مشکلات قلبی-عروقی شود. “تنها درمانی که در حال حاضر در عمل بالینی برای مدیریت دیابت می‌توانیم ارائه دهیم، درمان با انسولین است,” توضیح داد ملنا بلین، اندوکرینولوژیست اطفال در دانشگاه مینه‌سوتا. در حالی که ابزارهایی مانند پمپ‌های انسولین و دستگاه‌های نظارت مداوم بر گلوکز خطرات وقوع حوادث شدید را کاهش می‌دهند، بلین اظهار داشت: "این سیستم‌ها هنوز واقعاً نمی‌توانند آنچه که جزایر پانکراس انجام می‌دهند را شبیه‌سازی کنند." گرچه این پیشرفت‌ها و دیگر ابزارهای مدیریت دیابت نتایج بهبودی برای بیماران دیابتی به همراه داشته است، افراد مبتلا به دیابت همچنان با کاهش امید به زندگی، مشکلات بهداشتی بیشتر و کاهش کیفیت زندگی روبرو هستند، زیرا در معرض خطر وقوع ناخواسته حملات هیپوگلیسمی شدید قرار دارند. این عوامل باعث شد که تحقیقات در جهت یافتن درمان‌های بهتر و دائمی‌تر برای دیابت نوع 1 شروع شود. واضح‌ترین راه‌حل: بازگرداندن مجموعه طبیعی جزایر سلولی بتا.

یک نقطه عطف در فرصت‌های سلولی

در سال 1990، دنگ تحصیلات خود را در مقطع کارشناسی ارشد در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (UCLA) آغاز کرد، جایی که پاسخ‌های سلولی T و نقش آن‌ها در خودایمنی دیابت نوع 1 و تخریب جزایر سلولی بتا را مورد مطالعه قرار داد. در همان سال، دانشمندان برای اولین بار پیوند جزایر سلولی بتا از اجساد به افراد مبتلا به دیابت نوع 1 را با موفقیت انجام دادند که در آن اولین بیمار تا 22 روز پس از عمل از انسولین مستقل بود. متاسفانه، بیشتر بیماران که پیوند جزایر سلولی بتا از اجساد دریافت کرده بودند، به استقلال کامل از انسولین دست نیافتند و بسیاری از آن‌ها پس از یک سال دوباره به مقدار کمی انسولین نیاز پیدا کردند. دو مشکل عمده در این پیوندها وجود داشت که باعث کاهش میزان موفقیت آن‌ها شد: مشکلات در جداسازی تعداد کافی جزایر و روش‌های سرکوب ایمنی که از پیوند در برابر حملات ایمنی محافظت می‌کرد، بدون اینکه خود پیوند آسیب ببیند. اگرچه پیشرفت‌هایی در روش‌های خالص‌سازی جزایر و رویکردهای بهبود یافته سرکوب ایمنی در سال 2000 موفقیت پیوند انسولین مستقل را افزایش داد، بیشتر گیرندگان پس از پنج سال نیاز به انسولین داشتند. دنگ و سایر محققان به دنبال گزینه‌های جایگزین برای درمان‌های سلولی دیابت بودند. در اواخر قرن بیستم، دنگ توجه خود را به زمینه نوظهور زیست‌شناسی سلول‌های بنیادی معطوف کرد. در آن زمان، دستاوردهای عظیم در زمینه تکثیر با دالی گوسفند و موفقیت کشت سلول‌های بنیادی جنینی انسانی (ESCs) محققان مانند دنگ را به امکانات پزشکی ترمیمی شگفت‌زده کرد. اکنون دنگ و گروهش روش جدیدی برای ایجاد جزایر سلولی بتا از سلول‌های بنیادی و پیوند آن‌ها به سایت جدیدی توسعه دادند.

جایگاه پیوند در درمان سلولی

به طور سنتی، پزشکان جزایر را به رگ اصلی کبد پیوند می‌دادند. اگرچه این روش راحت است و عوارض جراحی کمی دارد، اما این مکان خانه‌ای ایده‌آل برای این سلول‌ها فراهم نمی‌کند. برای رفع این مشکلات، پژوهشگران به دنبال مکان‌های دیگر برای پیوند جزایر سلولی بتا از سلول‌های بنیادی بودند.

آینده درمان سلولی برای دیابت

در طی دو و نیم دهه گذشته، پیشرفت‌های زیست‌شناسی سلول‌های بنیادی و ایمنی‌شناسی احتمال درمان سلولی را به عنوان درمانی برای دیابت بهبود داده است. سلول‌های بنیادی از منابع مختلف می‌توانند به سلول‌های بتای تولیدکننده انسولین تبدیل شوند که در حملات خودایمنی از دست رفته‌اند و به بیماران بازگردانده شوند. هرچند نویدبخش است، سرکوب ایمنی مادام‌العمر محدودیتی برای گسترش این گزینه به بیماران به همراه دارد. با این حال، رویکردهای جدید ممکن است این محدودیت را از بین ببرند.

تلاش‌ها برای یافتن جایگزینی برای سرکوب ایمنی در درمان سلولی دیابت

یکی از چالش‌های بزرگ در درمان سلولی دیابت، نیاز مادام‌العمر به سرکوب ایمنی است. در صورتی که سلول‌های پیوندی از منابع غیر خودی باشند، این نیاز دوبرابر می‌شود. پژوهشگران به دنبال روش‌هایی برای محافظت از سلول‌ها در برابر سیستم ایمنی هستند تا نیازی به سرکوب ایمنی نباشد. در یکی از این روش‌ها، پژوهشگران از مفهومی که از محیط‌های ایمنی سرکوب‌شده در تومورها الهام گرفته شده است، استفاده کرده‌اند تا سلول‌های پیوندی را از حملات ایمنی محافظت کنند. پیشرفت‌های زیادی در زمینه سلول درمانی دیابت صورت گرفته است و به نظر می‌رسد که در آینده‌ای نزدیک می‌توان به درمان‌هایی با توانایی بازگرداندن استقلال از انسولین رسید، با این حال چالش‌هایی مانند نیاز به سرکوب ایمنی و مشکلات ایمنی همچنان پیش رو هستند. تومئی موافقت کرد و افزود که تا قبل از مطالعه‌ی Deng، تمام درمان‌های سلولی که به آزمایشات بالینی رسیده‌اند، با استفاده از خطوط سلولی انجام شده بود، که این امر نیاز به سرکوب ایمنی برای جلوگیری از رد پیوندها را تشدید می‌کند.

احتمال مداخله سلول‌های ایمنی در سلول‌های پیوندی

در آزمایش بالینی درمان ایزوله‌های سلول‌های بتا مشتق از iPSC در بیمار Deng، بیمار قبلاً تحت درمان با داروهای سرکوب ایمنی بود، بنابراین محققان قادر به ارزیابی اینکه سلول‌های مشتق شده از بیمار چگونه با سلول‌های غیر خودی از نظر بقا در پیوند مقایسه می‌شوند، نبودند. با این حال، با توجه به اینکه این بیمار و دیگران هنوز به دیابت نوع ۱ مبتلا هستند، با روش فعلی، احتمالاً دریافت‌کنندگان به سرکوب ایمنی نیاز دارند تا از حمله سلول‌های ایمنی به سلول‌های بازبرنامه‌ریزی شده خود جلوگیری کنند. Deng گفت: "ما باید سلولی پیدا کنیم که بتواند از حمله واکنش ایمنی خودی فرار کند، به طوری که بیمار نیازی به مصرف داروهای سرکوب ایمنی نداشته باشد. این هدف بعدی ماست." مشکل اتوایمنی و سرکوب ایمنی همچنان یک مشکل در تبدیل درمان‌های سلولی به یک مداخله واقعی برای دیابت باقی می‌ماند. سرکوب ایمنی در دراز مدت برای بیماران خطراتی دارد؛ علاوه بر این، بسیاری از این داروهای فعلی نیز برای خود سلول‌های پیوندی سمی هستند. برای مقابله با این مشکلات و کاهش نیاز به سرکوب ایمنی به طور کلی، محققان به تکنیک‌هایی روی آورده‌اند که سلول‌ها را در برابر سیستم ایمنی محافظت می‌کند.

دستگاه محافظت کننده از سلول‌های پیوندی

 در سال ۲۰۱۸، شرکت بیوتکنولوژی ViaCyte که به بررسی درمان‌های مشتق از سلول‌های بنیادی برای دیابت نوع ۱ پرداخته بود و بعدها توسط شرکت Vertex Pharmaceuticals خریداری شد، دستگاهی را آزمایش کرد که شامل یک مش پلی استر و غشاهای پلیمری بود که سلول‌های بتای مشتق شده از سلول‌های بنیادی را از سیستم ایمنی جدا می‌کرد، که احتمال مداخله سلول‌های ایمنی در سلول‌های پیوندی را کاهش می‌داد و به محققان این امکان را می‌داد که در صورت لزوم، سلول‌ها را خارج کنند. با این حال، این دستگاه میزان اکسیژن و دیگر مواد مغذی که سلول‌های پیوندی دریافت می‌کردند را کاهش می‌داد، که باعث خفه شدن سلول‌های پیوندی می‌شد. برای اجازه دادن به وازکولاریزاسیون لازم و تبادل گاز، ViaCyte دستگاهی با سوراخ‌هایی توسعه داد. اگرچه این امر بقا سلول‌های بتا را بهبود بخشید و کنترل قند خون را در بخشی از بیماران بهبود داد، هیچکدام از بیماران به استقلال از انسولین دست نیافتند و شرکت‌کنندگان در آزمایش همچنان نیاز به درمان با داروهای سرکوب ایمنی داشتند. Bellin گفت: "این خیلی چالش‌برانگیز بوده است، زیرا اگر اجازه ندهید که تأمین خون به این سلول‌ها برسد—سلول‌های بتا در پانکراس طبیعی به شدت به اکسیژن نیاز دارند و به تأمین خون مناسب وابسته هستند—هنوز مشخص نیست که آیا به اندازه کافی بقا برای به دست آوردن یک فایده بالینی معنی‌دار دارید یا نه، یا حداقل تا کنون هیچ‌کس نتوانسته است این را با محصول کاملاً محصور شده نشان دهد."

توسعه روش‌های میکروکپسوله‌سازی سلول پیوندی

به عنوان یک جایگزین برای ماکرو-کپسوله‌سازی، دیگر محققان به توسعه روش‌های میکروکپسوله‌سازی روی آورده‌اند، مانند پوشاندن سلول‌های بتا در یک ماتریس که از تعامل فیزیکی با سلول‌های ایمنی جلوگیری می‌کند اما تبادل مواد مغذی و گازها را تسهیل می‌کند. در حالی که روش‌های اولیه پوشش سلول باعث ایجاد خوشه‌هایی می‌شد که از انتشار مناسب جلوگیری می‌کرد، گروه تومئی این روش را بهبود بخشید. در جایگزین دیگری، محققان مفهومی را از محیط سرکوب ایمنی تومورها گرفته و آن را به گرافت‌های ایزولیت پانکراس اعمال کردند. یک بیومواد که لیگاند مرگ سلولی برنامه‌ریزی شده ۱ (PD-L1) را همراه با ایزولیت‌های پانکراس پیوند می‌زد، فعال‌سازی ایمنی محلی را کاهش داد و سلول‌های پیوندی را در حیوانات حفظ کرد. محققان همچنین در حال تلاش برای مهندسی ژنتیکی سلول‌ها قبل از پیوند هستند تا آن‌ها را در برابر سیستم ایمنی محافظت کنند. برخی از رویکردهای پیش بالینی بیان پروتئین‌های تنظیمی ایمنی از جمله PD-L1 را در سلول‌های بتا تقویت کردند. "کار دیگری که در حال انجام است این است که سلول‌ها را به گونه‌ای مهندسی کنند که عوامل خاصی را ترشح یا ارائه دهند که می‌توانند به عنوان محافظ عمل کنند."

مهندسی سلول‌های پیوندی

در نهایت، برخی از محققان قصد دارند سلول‌های پیوندی را به طور خودشان مهندسی کنند تا از حمله ایمنی محافظت شوند. یک گروه پروتئین شناسایی سلولی کلیدی را که سلول‌های ایمنی از آن برای شناسایی و حمله به سلول‌های غیر خودی استفاده می‌کنند، حذف کرد. "آن‌ها سعی دارند این سلول‌ها را از سیستم ایمنی پنهان کنند و روش این کار حذف اثرانگشت‌های آن‌ها است." در حال حاضر، به دلیل موفقیت محدود درمان‌های سلولی و سرکوب ایمنی که شامل آن است، پیوند سلول‌های بتا مشتق از سلول‌های بنیادی درمان عمومی برای دیابت نیست. حتی در آزمایشات بالینی، تنها افرادی که تجربه‌ای از اپیزودهای شدید هیپوگلیسمی دارند معمولاً وارد می‌شوند. با این حال، این درمان بالقوه در میان بیماران علاقه زیادی ایجاد کرده است.

پایان مطلب/.