روش138- سلولهاي بنيادي
يكي از يافته‌هاي جديد علم پزشكي شناسايي و جدا كردن نوع جديدي از سلولها در داخل بدن پستانداران ، به نام سلولهاي بنيادي است كه به دليل داشتن پتانسيل هاي بالا در زمينه تقسيم شدن، تمايز به سلول هاي تخصصي بدن و نيز توانايي آن ها در ترميم بافتي بسيار مورد توجه محققان قرار گرفته اند.
سلولهاي بنيادي سلولهاي اوليه‌اي هستند كه توانائي تبديل و تمايز به انواع مختلف سلولهاي انساني را دارند و از آن‌ها مي‌توان در توليد سلولها و نهايتا بافت‌هاي مختلف در بدن انسان استفاده كرد.
منابع اصلي سلولهاي بنيادي شامل : مغز استخوان، بند ناف و جفت است. امروزه استفاده از اين سلولها جهت ترميم بافت‌هاي آسيب ديده انساني در حال گسترش است.
جـــالـــب ايـــن‌كــه سـلــول‌هــاي بـنـيــادي چـنــد پـتــانـسـيـلــي هـسـتـنــد يـعـنــي قــابـلـيــت تـبـديـل بـه بافت‌هاي مختلف را دارند اعم از بافت عصبي ؛ عضلاني ؛ پوششي و غيره. كه اين توانائي محور اصلي توجه به سلولهاي بنيادي است.
سـلــول بـنـيــادي، سـازنـده بـدن انـسـان اسـت. سلولهاي بنيادي درون جنين در نهايت به سلول، بافت و اندام‌هاي مختلف بدن جنين تبديل مي‌شوند. برخلاف يك سلول معمولي كه قادر است با تكثير شدن چندين سلول از نوع خود را به وجود آورد، سلول بنيادي همه منظوره و بسيار توانمند است و وقتي تقسيم شود، مي‌تواند به هر يك از انواع سلولها در بدن تبديل شود. سلولهاي بنيادي از قابليت خود نوسازي هم برخوردارند.
سلولهاي بنيادي قادر هستند به طور نامحدود هر نوع سلول را به وجود آورند كه اين خصوصيت باعث استفاده حيرت آور اين سلولها در علم پيوند شده است. علاوه بر اين مي‌توان به گونه‌اي اين سلولها را از نظر ژنتيكي تغيير داد تا پس از پيوند دفع نشوند. كارهايي كه در اين رابطه تا به حال انجام شده‌اند عبارتند از:
1 -سلـول‌هـاي ماهيچه قلب توان تكثير طي دوره بزرگسالي را ندارند و هرگاه با جراحت يا ايسكمي، به بافت مزبور آسيبي برسد بافت غيرفعال جايگزين سلول هاي ماهيچه اي قلب فعال مي شوند. سلولهاي بنيادي جنيني توان تبديل به سلولهاي ماهيچه‌اي قلب را دارند كه از آن‌ها مي توان در درمان موارد سكته‌هاي قلبي كه عامل اصلي آسيب به ماهيچه قلب هستند و همچنين در موارد اختلالات مادرزادي قلبي استفاده كرد.
2 -سلـول‌هـاي بنيـادي خـون سـاز در علم پيوند مغز استخوان براي درمان بعضي بيماري‌هاي خوني مانند تالاسمي و همچنين سرطان هاي افراد بزرگ‌سال و خردسال به كار مي‌روند.
3 -سلولهاي مولد انسولين از سلولهاي بنيادي جنيني موش و انسان به دست آمده‌اند كه مي‌توانند راهگشايي در درمان بيماري ديابت باشند.
4 -سلـول‌هـاي عصبـي از سلـول‌هـاي بنيادي جنيني به دست آمده‌اند كه از آن‌ها مي‌توان در درمان بيماري‌هاي تخريب شونده سيستم عصبي مانند پاركينسون يا آلزايمر استفاده كرد.
5 -سلولهاي پوستي از سلولهاي بنيادي جنيني به دست آمده‌اند.
خصوصيات مشترك سلولهاي بنيادي
سلولهاي بنيادي با ديگر انواع سلولها در بدن متفاوت هستند. همه اين‌ها صرف نظر از منبع شان داراي 3 ويژگي مشترك هستند.
1-قدرت تقسيم و نوسازي خود براي مدت طولاني
2-عدم تخصصي بودن براي بافت خاصي
3-قدرت تبديل شدن به سلولهاي تخصصي
سلولهاي بنيادي بر اساس توانايي تكثير و تمايز به انواع مختلفي تقسيم مي‌شوند:
1-سلولهاي بنيادي TOTIPOTENTيا همه تواني:
اين سلولها مانند هر نوع سلولي در بدن تغيير پيدا كرده و تبديل شوند. يك تخمك بارور شده در واقع يك نوع سلول بنيادي همه تواني است. سلولهاي توليد شده در تقسيمات تخمك بارور شده نيز همه تواني هستند.
2-سلولهاي بنيادي PLURIPOTENT يا پرتواني:
اين سلولها كه از سلولهاي بنيادي رويان منشاء مي‌گيرند، حدود 4 روز پس از لقاح به وجود مي‌آيند و مي‌توانند به هر نوع سلولي به جز سلولهاي بنيادي همه تواني و سلولهاي جفت تبديل شده و تمايز حاصل كنند.
3-سلولهاي بنيادي MULTIPOTENT يا چند تواني:
از سلولهاي بنيادي پرتواني منشاء مي‌گيرند و سلولهاي تخصص يافته از آن‌ها ناشي مي‌شوند. براي مثال سلولهاي بنيادي خون ساز كه در مغز استخوان وجود دارند به همه انواع سلول موجود در خون تبديل مي‌شوند، مثل گلبول قرمز، گلبول سفيد و پلاكت. يا سلولهاي بنيادي عصبي كه مي‌توانند به سلولهاي عصبي و سلولهاي حمايت كننده عصبي تبديل شوند.
4-سلولهاي بنيادي UNIPOTENTيا تك تواني:
اين نوع سلولها مي‌توانند فقط به يك نوع سلول تبديل شده و آن را توليد كنند.
تاريخچه توليد و استفاده از سلولهاي بنيادي
تلاش براي استفاده از سلولهاي بنيادي جنيني از حدود 20 سال پيش با كار بر روي حيوانات به ويژه موش‌هاي آزمايشگاهي شروع شد. در طي اين سال‌ها، آزمايش هاي زيادي در جهت تبديل سلولهاي بنيادي جنيني موش به انواع سلولها و پيوند زدن آن‌هــا صــورت گــرفــت كــه بــه مــوفـقـيــت‌هــاي قـابـل‌تـوجـهـي انـجـامـيـد. در كـنـار اين موضوع، سـلـول‌هـاي بـنـيادي انسان نيز مورد توجه قرار گـرفـت تـا ايـنـكـه بـالاخـره در سـال 1998 اولـين گـــزارش مـــوفــقــيـــت‌آمــيـــز از تــكــثـيــر و تـمــايــز سلولهاي بنيادي جنيني انسان در آمريكا منتشر شد. اما با توجه به بروز برخي محدوديت‌ها در توليد و استفاده از سلولهاي بنيادي جنيني (كه تلاش براي رفع آن‌ها ادامه دارد) در چند سال اخــيـــر، مــوج جــديــدي از تـحـقـيـقــات بــر روي سلولهاي بنيادي بالغ شروع شد كه همچنان ادامه دارد.
ايـران بـه‌عـنـوان يـكـي از مـعـدود كـشـورهـاي تـوليـدكننده سلولهاي بنيادي جنيني به شمار مـي رود. فنـاوري تـوليـد و پرورش سلولهاي بـنـيــادي جـنـيـنــي در دنـيــا كــار جــديــدي اسـت؛ بـه‌طـوري‌كـه پـس از كـشف سلولهاي بنيادي جـنـيـنـي موش در سال 1981، اولين سلولهاي بنيادي جنيني انسان در سال 1998 تكثير شد. در ايـن مـيـان، پـس از چـنـد كـشـور پـيـشرفته كه به فناوري تكثير و پرورش اين سلولها دست پيدا كرده‌اند، ايران از جمله معدود كشورهايي است كه به اين مهم دست يافته است و لذا فاصله ايران در ايـن‌مورد از ديگر كشورهاي پيشرو چندان زياد نيست.
انواع سلولهاي بنيادي 
سـلـول‌هاي بنيادي جنيني: اين سلولها از جـنـيـن‌هـاي چـهـار يا پنج روزه كه از تخم‌هاي آزمايشگاهي بارور مي‌شوند به دست مي‌آيند و در مـحـيـط آزمـايـشگاهي در محيط كشت‌هاي اختصاصي رشد داده مي‌شوند.
سلولهاي بنيادي بالغان: سلولهاي بنيادي بالغان، سلولهاي نامتمايزي هستند كه در بين سلولهاي تمايز يافته بافت‌ها و اندام‌هاي بدن يافت مي‌شوند و توانايي نوسازي و تمايز به انواع سـلـول‌هـاي اخـتصاصي اصلي بافت يا اندام را دارنـد. نـقـش‌هـاي اولـيـه ايـن سـلـول هـا در يك جاندار شامل حمايت كردن و تعمير بافت‌هايي است كه از آن ها به دست مي‌آيند.
سلولهاي بنيادي خون بند ناف: خون بند ناف خوني است كه پس از تولد در بند ناف و جفت باقي مي‌ماند و همراه آن به دور انداخته مي‌شود. اين خون علاوه بر سلولهاي خوني منبعي غني از سلولهاي بنيادي خونساز است. سلولهاي بنيادي خونساز مي‌توانند بـا جـايگـزين شدن در مغز استخوان فرد بيمار، تامين‌كننده‡ سلولهاي خوني جديد باشند. ويژگي مهم سلولهاي خوني بند ناف عدم تكامل سلولهاي خوني از جمله لنفوسيت‌هاي آن است كه در نتيجه احتمال رد پيوندهاي انجام‌شده با اين سلولها در مقايسه با پيوندهاي مغز استخوان بسيار كمتر خواهد بود. مطالعات آزمايشگاهي نشان داده‌اند كه سلولهاي بنيادي خونساز توانايي تمايز به ساير سلول ها را نيز دارند كه مي توانند افق جديدي را براي درمان بيماري‌ها در آينده‌اي نه چندان دور ترسيم كنند.
پلاكت وقتي خارج از خون و در بافت قرار مي گيرد، به وسيله مواد شيميايي متفاوتي فعال مي‌شود و فاكتورهاي رشد از خود آزاد مي‌كند كه باعث جذب سلولهاي بنيادي به محل آسيب مي‌شود. اين فاكتورهاي رشد باعث تقسيم و تمايز بيشتر سلولهاي بنيادي به سمت توليد كراتينوسيت ها، فيبروبلاست‌ها و پيش سازهاي سلول چربي مي‌شود.
منشأ سلولهاي بنيادي بالغ
سلولهاي بنيادي بالغ همان‌طور كه از نامشان مشخص است، پس از تولد از فرد گرفته مي‌شوند. براي مثال اين سلولها را مي‌توان از بافت مغز استخوان يك فرد سالم تهيه كرد. البته بر اساس يافته‌هاي اخير، برخي معتقدند كه هر بافتي داراي سلولهاي بنيـادي خـاص خود است. به‌طور مثال، مشخص شده كه قلب، مغز و ماهيچه‌هاي اسكلتي هر كدام داراي سلولهاي بنيادي خاص خود هستند و همه اين سلولها در بدن يك فرد بالغ وجود دارند. به‌عنوان مثال، سلولهاي بنيادي قلبي بيشتر در ناحيه اپيكس (Apex) قلب و سلولهاي بنيادي مغزي عمدتا در ديواره بطن مغز متمركز هستند. با اين حال دقيقا مشخص نيست كه منشأ اين سلولهاي بنيادي گوناگون، چه سلولي است و آيـا منشـأ همـه ايـن‌هـا همـان سلـول‌هـاي مغـز استخـوان هستنـد كـه هـر يـك بـه سمـت انـدام‌خـاصـي مهـاجـرت كـرده و بـه سلـول‌هاي بنيادي خاص آن تبديل مي‌شوند، يا منشأ ديگري براي آن ها وجود دارد.
منشأ سلولهاي بنيادي جنيني
بـــــن‌يـــــاخــتـــــه‌هـــــاي جــنــيــنـــــي در مـــــرحــلــــه بلاستوسيست از توده سلولي داخلي يا Inner Cell Massگرفته مي‌شوند. بلاستوسيست يكي از مــراحــل دوران جـنـيـنــي اســت كــه بــه لحـاظ مورفولوژي، شبيه يك توپ توخالي است.
سـلـول‌هـاي مـحـيـط اين توپ تروفوبلاست (Trophoblast) هستند كه جفت را مي‌سازند. در داخل اين توپ هم تعدادي سلول جمع شده‌اند كه در مراحل بعدي، به جنين تبديل مي‌شوند. اگر اين توده سلولهاي داخلي را برداشته و در مـــحـــيــــط آزمــــايــشــگــــاهــــي كــشــــت بــــدهــنــــد، بـن‌ياخته‌هاي جنيني ايجاد مي‌شوند. اما هنوز دقيقا مشخص نيست كه آيا اين توده سلولهاي داخـلـي مـنـشـأ بـن‌يـاخـتـه‌هاي جنيني هستند، يا ايـن‌كـه فـرايـنـد مذكور، حاصل شرايط محيطي بـــوده و تـــوده ســلـــول‌هــاي داخـلــي در مـحـيــط آزمايشگاهي سلولهاي ديگري را مي‌سازند كه آن‌ها به بن‌ياخته‌جنيني بدل مي‌شوند
خون بندناف؛اميدي براي درمان بيماري‌هاي سخت
سلولهاي بنيادي خونساز موجود در خون بندناف با توجه به توانايي تمايز به ساير سلولها مي‌توانند افق جديدي در درمان بيماري‌هاي مختلف را در آينده‌اي نه چندان دور ايجاد كنند. استعدادهاي بالقوه جديدي كه براي درمان با سلولهاي بنيادي به وجود آمده شامل صدمات نخاعي، ديابت، بيماري‌هاي قلبي، پاركينسون، آلزايمر، ايدز و بيماري ام.اس است. مشخص شده است سلولهاي بنيادي موجود در خون بندناف در درمان انواع سرطان ها، بيماري‌هاي ژنتيك، اختلالات خوني و نقص سيستم ايمني كاربرد دارند. از آنجا كه سلولهاي بنيادي خون بندناف راحت‌تر توسط سيستم ايمني بيمار قبول مي‌شوند، مشكل رد پيوند نيز كمتر ايجاد مي‌شود.
خون بندناف يا خون جفتي، خوني است كه در جنين در حال تكوين داخل رحم جريان دارد امـا مـتـاسـفـانـه ايـن خـون كـه غني از سلولهاي بنيادي است به عنوان يك زباله بيولوژيك دور ريــخــتـــه مـــي‌شـــود. ايـــن در حـــالـــي اســت كــه سلولهاي موجود در اين خون دورريز بسيار پرتوان و ناميرا هستند و با تزريق و جايگزيني آن‌ها در مناطقي كه به صورت جدي آسيب ديده‌اند بهبودي كامل حاصل مي‌شود.
مزاياي سلولهاي بنيادي خون بندناف نسبت به مغز استخوان
مغز استخوان و خون بندناف هر دو واجد سلولهاي بنيادي خونساز هستند كه به بازسازي مجدد سيستم خوني و نيز سيستم ايمني بدن كمك مي‌كنند.
ويژگي مهم سلولهاي بنيادي خون بندناف عدم تكامل سلولهاي خوني از جمله لنفوسيت‌هاي آن است كه در نتيجه احتمال رد پيوندهاي انجام شده با اين نوع سلولها در مقايسه با پيوند مغز استخوان بسيار كمتر است.
حضـور سلـول‌هاي اوليه و نابالغ سيستم ايمني در خون بندناف سبب كاهش رد ايمونولوژيك پيوند نسبت به مغز استخوان مي‌شود. جمع‌آوري خون بندناف نسبت به مغز استخوان ساده‌تر و آسان‌تر صورت مي‌گيرد به اين ترتيب كه پس از تولد نوزاد، بندناف و جفت از او جدا و خون آن توسط كيسه و يا سرنگ جمع‌آوري مي‌شود. اين در حالي است كه جمع‌آوري خون مغز استخوان نيازمند روش‌هاي جراحي است و معمولا تحت بيهوشي صورت مي‌گيرد و مي‌تواند همراه با درد باشد.
سلولهاي بنيادي خون بندناف نسبت به مغز استخوان قدرت تكثير بيشتري دارند و از آنجـا كـه روزانـه تعداد بسياري نوزاد متولد مي‌شود، تعداد زيادي واحدخوني در دسترس است كه اين امر استفاده از آن‌ها را آسان مي‌سازد. مطالعات نشان داده‌اند كه سلولهاي بنيادي بندناف ده برابر بيش از مغز استخوان سلولهاي خوني توليد مي‌كنند و به اين ترتيب با تعداد كمي سلول نيز مي‌توان پيوند موفقي داشت.
كاربردهاي سلولهاي بنيادي
نكته بسيار مهمي كه بايد مورد توجه قرار گيرد آن است كه در حال حاضر، تنها كاربرد بالقوه سلولهاي بنيادي، ساخت سلولهاي مختلف و تا حدي بافت است. به‌عبارت ديگر، در حال حاضر سلولهاي بنيادي (بالغ و جنيني) را صرفا مي‌توان براي ترميم بافت‌ها و اندام‌هاي آسيب‌ديده استفاده كرد. در يك جمله، مهم‌ترين كاربرد فعلي سلولهاي بنيادي، در سلولدرماني يا Cell Therapyاست و اين تصور كه مي‌توان از سلولهاي بنيادي براي توليد اندام‌هايي مثل قلب، كبد، كليه و غيره استفاده كرد، لااقل در شرايط فعلي اشتباه است. توليد اندام شرايط بسيار پيچيده‌اي را طلب مي‌كند كه در حال حاضر بشر تكنولوژي آن را در اختيار ندارد. زيرا براي اين منظور، اولاً بايد سلولها را كشت صعودي داد؛ ثانياً بايد به سلول‌هايي كه در عمق كشت سلولي قرار گرفته‌اند، غذارساني كرد. يعني بايد كشت سلولي و غذارساني به آن‌ها در يك مقياس سه‌بعدي صورت گيرد، كه در حال حاضر امكان آن وجود ندارد. البته شايد بتوان در سال‌هاي آينده به اين امر نيز دست پيدا كرد.
از كاربردهاي بالقوه اين سلولها در روش سلولدرماني مي‌توان به ترميم بافت‌هاي آسيب ديده بدن از جمله غضروف، كبد، ماهيچه و غيره اشاره كرد كه مي‌تواند دامنه كاربرد سلولهاي بنيادي را در آينده افزايش دهد.
كاربرد سلولهاي بنيادي در كلينيك
الـف ) بـراي مطـالعـه ي سيگنـال‌هاي خاص و مراحل تمايز براي‌رشد بسياري از بافت‌ها از لول‌هاي بنيادي جنيني استفاده مي‌شود.
ب ) ژن درماني و سلول درماني با استفاده از سلولهاي بنيادي جنيني : مي‌توان ژن مورد نظر براي درمان را وارد سلول بنيادي جنيني انسان كرده و سلول بنيادي دستكاري شده از نظر ژنتيكي ايجاد كرد . اين ژن مي‌تواند از همان اول فعال و يا در هنگام تمايز به سلولهاي خاصي فعال شود.
ج) آزمايش داروها براي ايمني و كارايي آن‌ها : به طور مثال چون لاين سلولي قلب انسان وجود ندارد بنابراين داروهايي را كه براي سلولهاي قلب مورد آزمايش قرار مي‌گيرند روي مدل‌هاي حيواني تست مي‌كنند. در صورتي كه امروزه مي‌تواند به جاي استفـاده از قلـب حيـوانـات كـه از نظـر مـولكـولي تفاوت‌هايي با قلب انسان دارند، از سلولهاي قلبي انساني كه از سلولهاي بنيادي جنيني در آزمايشگاه منشاء گرفته اند استفاده كنند.
د ) جايگزيني سلول و بافت : كه شايد مهم‌ترين كاربرد سلولهاي بنيادي باشد . در واقع مي توان از سلولهاي بنيادي براي ايجاد سلولها يا بافت تمايز يافته خاص استفاده كرد.
ه ) استفاده از سلولهاي بنيادي براي درمان آسيب‌هاي مغزي و نخاعي
و ) سرطان
ز ) استفاده از سلولهاي بنيادي براي درمان آسيب‌هاي قلب و ماهيچه ها
الـبـتــه از نـظــر استفـاده از سلـول‌هـاي بنيـادي جنيني انساني، محدوديت‌ها و براي استفاده از سـلـول‌هـاي بـنـيـادي بـزرگ‌سـال نـيز مشكلاتي وجود دارد. به طور مثال فقدان ماركرهاي كافي بـراي شـنـاسـايي ، كمبود اطلاعات براي تنظيم ســلــــول‌هـــاي بــنــيـــادي،عـــدم تــبــيــيـــن درســـت سيستـم‌هاي موجود در آزمايشگاه براي كار با اين سلولها و مسائل اخلاق زيستي از اين جمله هستند.
كاربردهاي قريب‌الوقوع و مورد انتظار سلولهاي بنيادي در علوم پزشكي
هــر چنـد استفـاده از سلـول‌هـاي بنيـادي، در مراحل اوليه خود به سر مي‌برد، اما متخصصان معتقدند در آينده‌اي نه‌چندان دور، اين سلولها كـاربـردهـاي وسـيـعـي در علم پزشكي خواهند داشت. با اين اعتقاد، هم‌اكنون در بسياري نقاط جهان تحقيقات وسيعي در خصوص استفاده از سلولهاي بنيادي براي تأمين سلامت انسان در حــال انـجــام اســت. در زيــر بــه چـنــد نـمــونـه از كــاربــردهــاي نــزديــك بــه حـصــول سلـول‌هـاي بنيادي اشاره مي‌شود:
ترميم بافت‌هاي آسيب‌ديده قلب
امــــــروزه شــمـــــار زيـــــادي از مـــــردم دنــيـــــا از بـيـمــاري‌هــاي قـلـبــي نــاشــي از آسـيــب‌ديــدگـي بـافـت‌هـاي آن رنـج مي‌برند كه برخي منجر به مرگ نيز مي‌شود. ترميم بافت‌هاي آسيب‌ديده، هــمــــواره يــكـــي از دغـــدغـــه‌هـــاي پـــزشـكـــان و متخصصان علوم پزشكي بوده و بهره‌گيري از سلولهاي بنيادي، اميد تازه‌اي در اين عرصه به وجـــود آورده اســت. مـتـخـصـصــان امـيــدوارنــد سلولهاي بنيادي را از مغز استخوان افراد بيمار (يا جنين نوظهور) استخراج و آن‌ها را در محيط آزمايشگاه به سلولهاي قلبي تبديل كنند و نهايتا با تزريق اين سلولهاي تمايزيافته به بدن، امكان تـرمـيـم بـافـت‌هـاي آسـيـب‌ديـده قـلـب را فـراهم آورند.
البته اين تكنيك هنوز در مرحله آزمايشگاهي اســـت، امــا مــوفـقـيــت‌هــاي بــه دســت آمــده در حيوانات آزمايشگاهي، احتمال بهره‌گيري از آن را در انسان قوت بخشيده است.ترميم بافت‌هاي استخواني
در افـرادي كـه شـكـسـتـگـي وسـيـع اسـتخوان دارند يا كساني كه مورد عمل جراحي مغزي قرار گرفته و كاسه سر آن‌ها برداشته شده و همچنين اشـخــاصــي كـه اسـتـخـوان‌هـاي آن‌هـا بـه‌كـنـدي جـوش مـي‌خـورد، از سلـول‌هـاي بنيـادي براي جــــوش‌خــــوردگــــي ســــريــــع و جـلـــوگـيـــري از عـفـونـت‌هـاي بـعـدي اسـتـفـاده مي‌شود. در اين تكنيك، سلولهاي بنيادي بالغ از فرد گرفته شده و در محيط آزمايشگاه به سلولهاي استئوپلاست (استخواني) تبديل مي‌شوند، سپس اين سلولها در كنار بافت‌هاي آسيب‌ديده استقرار مي‌يابند تا باعث جوش‌خوردگي سريع اين بافت‌ها شوند. در اين مورد، سلولها از خود شخص جدا مي‌شوند؛ بنابراين مـشـكـل پـس‌زدگـي و عـوارض جـانـبـي را نـيـز در بـرنـدارد. تـكـنيك مذكور از مرحله آزمايشگاهي خارج شده و هم‌اكنون در آمريكا و ژاپن به طور عملي و كاربردي بر روي بيماران انجام مي‌شود.درمان بيماري‌ها و ضايعات عصبي
مـشـكـل اغـلـب بـيـمـاري هـاي عـصـبـي نـاشـي از كـمـبود سلول هاي عصبي است . سلولهاي بالغ عصبي نمي توانند در جهت جايگزيني سلول هاي از بين رفته ، تقسيم شوند . اين موضوع احتمالا مانع از درمان بيماري هاي عصبي ناشي از حذف سلول هاي عـصـبـي مـي شـود. در بـيـمـاري پـاركـيـنسيون سلول هاي عصبي توليد كننده دوپامين مي‌ميرند و در بيماري آلزايمر سلول هايي كه قادر به توليد برخي ناقلان عصبي خاص هستند از بين مي روند. تنها اميد براي درمان چنين بيماري هايي ايجاد سلول هاي جديد عصبي از تمايز سلول هاي بنيادي چند قابليتي است. براي نمونه بيماران پاركينسيون به واسطه ورود سلول هاي جنيني به مغزشان تا حدي درمان شدند، هر چند به دليل فقدان تعداد كافي سلول توليد كننده دو پامين در مغز درمان قطعي نبود.
پيشرفت‌هاي بشر در زمينه توليد، تكثير و تمايز سلولهاي بنيادي، اين اميد را به وجود آورده است كه بتوان از اين سلولها در مداواي ضايعات عصبي مانند قطع نخاع و بيماري‌هاي عصبي همچون آلزايمر، پاركينسون، MS و غيره نيز بهره برد. در اين مورد نيز پس از تهيه سلولهاي بنيادي از شخص موردنظر، آن‌ها را به سلول عصبي تبديل كرده و براي ترميم يا مداوا مورد استفاده قرار مي‌دهند. البته بخش اعظم اين تكنولوژي، در مرحله آزمايشگاهي است؛ اما با پيشرفت‌هاي خوبي همراه بوده است. به‌عنوان مثال، طـي گزارشي كه اخيرا منتشره شده، متخصصان فرانسوي موفق شدند با استفاده از سلولهاي بالغ، موش قطع نخاع شده‌اي را تا حدي بهبود بخشند كه قادر به حركت باشد ( البته نه با تعادل صددرصد.) اين موضوع در صورتي‌كه با موفقيت نهايي توا‡م شود، انقلاب بزرگي در پزشكي به شمار مي‌رود.ضمن اين‌كه يك شركت آمريكايي به نام اورسـي كـه يـك مركز تحقيقاتي خصوصي بوده و متخصصان ارشد جهان در زمينه سلولهاي بنيادي را گرد هم آورده، ادعا كرده است كه با استفاده از سلولهاي بنيادي خود شخص، قادر به مداواي بيماري‌هايي مانند آلزايمر، پاركينسون، MS و غيره هستند. البته در قبال آن هزينه‌‌هاي بالايي تا حد 100 هزار دلار دريافت مي‌كنند.ترميم سوختگي‌ها و ضايعات پوستي
جراحات پوستي ناشي از سوختگي‌ها يا صدمات ديگر، سالانه بسياري از بيماران را دچار مشكل مي‌كند. در روش معمول براي ترميم قسمت‌هاي صدمه‌ديده، از پوست بخش‌هاي سالم بدن استفاده مي‌شود كه مشكلاتي را براي بيمار به‌وجود مي‌آورد. اما با استفاده از سلولهاي بنيادي مي‌توان سلولهاي پوستي را در محيط آزمايشگاه توليد كرد و درترميم بافت‌هاي صدمه ديده از آن‌ها استفاده كرد. اين تكنولوژي در حال حـاضر، كاربردي شده و توسط يكي از بيمارستان‌هاي انگلستان مورد استفاده قرار مي‌گيرد.ترميم لوزالمعده (پانكراس) و ترشح انسولين
اخيرا متخصصان دانشگاه آلبرتا كانادا، موفق شده‌اند سلولهاي بنيادي بالغ را به سلولهاي پانكراس انساني تبديل كرده و به بيماران ديابتي منتقل كنند. اين آزمايش بر روي 23 نفر انجام شد كه 16 نفر از تزريق انسولين بي‌نياز شدند. يادآوري مي‌شود كه اين پيوند از نوع اتولوگ است (براي مداواي هر شخص از سلولهاي بنيادي خود وي استفاده مي‌شود) و مشكلات جانبي در بر ندارد.آزمون تاثير داروهاي جديد
از جمله مشكلاتي كه همواره در مورد داروهاي سنتتيك جديد وجود دارد آن است كه اين تركيبات ممكن است روي سلولها يا بافت‌هاي انساني تاثيرات منفي داشته بـاشنـد؛ امـا بـه دليـل مسـايـل اخـلاق پـزشكـي، امكان ارزيابي‌هاي اوليه آن‌ها بر روي انسان‌وجود ندارد. به‌عنوان مثال، يك داروي سنتتيك قلبي ممكن است بر سلولها يا بافت‌هاي قلبي تاثير نامطلوبي داشته باشد. در اين موارد مي‌توان سلولهاي قلبي يا هر بـافـت ديگـر را بـا استفاده از سلولهاي بنيادي توليد نمود و داروهاي جديد را بر روي آن‌ها آزمايش كرد، بدون اين‌كه نياز به بررسي دارو در بـدن انسـان بـاشـد. بـه عبارت ديگر، استفاده از سلـول‌هـاي بنيـادي، انجـام آزمـايـش‌هـاي اوليـه انـساني را با سهولت بيشتر و همان دقت اوليه مـمـكن مي‌سازد. در اين خصوص سلولهاي بـنـيادي جنيني مي‌توانند كاربرد وسيعي داشته باشند.استفاده از سلولهاي بنيادي بالغ براي طب پيوند
همان‌گونه كه قبلا نيز اشاره شد، سلولهاي بـنـيـادي بالغ كانديداي بسيار خوبي براي طب پـيـونـد به شمار مي‌روند. در واقع مي‌توان اين سـلـول‌هـا را از مـغز استخوان يك فرد گرفته و دوباره به بخش آسيب‌ديده بدن همان فرد پيوند زد. بنابراين چون اين سلولها از خود فرد اخذ شده‌اند، مشكل رد پيوند به‌وجود نخواهد آمد.
الـبـتـه ايـن مسأله در مورد سلولهاي بنيادي جـنـيني هم مشاهده شده است. به‌عنوان مثال، پـيـوند سلولهاي بنيادي جنيني قلب موش به موشي كه دچار سكته قلبي شده موجب بهبود حيوان گرديده است. اين نتايج، حتي در مورد پيوند سلولهاي بنيادي جنيني انسان به موش يا رت (نوعي موش آزمايشگاهي) قطع نخاع شده، بسيار اميدواركننده بوده و موجب برطرف شدن بسياري از علايم آسيب در حيوان شده است. ولي بايد توجه داشت كه يكي از محدوديت‌هاي سلولهاي بنيادي جنيني در طب پيوند، امكان رد شدن آن‌ها به‌دليل واكنش‌هاي ناسازگاري نسجي استتلاش براي توليد سلولهاي يونيورسال
از آنجا كه سلولهاي بنيادي جنيني ناميرا هستند، دانشمندان در تلاشند با مداخله و دستكاري ژن‌هاي مؤثر در پيوند و فاكتورهاي سازگاري نسجي (MHC) آن‌ها، رده سلولي فراگير يا يونيورسال (Universal) توليد كنند. به‌عبارت ديگر، با حذف ژن‌هاي سازگاري نسجي در سلولهاي بنيادي جنيني، سلول‌هايي توليد كنند كه قابليت پيوند به تمام افراد را داشته باشند. اگر بتوان چنين سلول‌هايي را توليد كرد، به علت ناميرا بودن‌آن‌ها، منبع بسيار زيادي از سلولهاي يونيورسال خواهيم داشت كه به‌طور نامحدود قابليت نگهداري، تكثير و پيوند را دارا بوده و از اين راه مشكل پس‌زدگي پيوند حل خواهد شد.
عليرغم كار و تحقيق گسترده در اين زمينه، هنوز كسي موفق به توليد رده سلولي يونيورسال نشده و اين موضوع فعلا در حد يك ايده است. علت اين امر آن است كه روند و مكانيسم انتقال ژن به درون سلولهاي بنيادي جنيني براي از كار انداختن يا اصطلاحاً Knock-outكردن ژن‌هاي مـربـوط بـه رد پـيـونـد، ناشناخته و بسيار پيچيده است.
البته فرضيه ديگري هم براي جلوگيري از دفع پيوند سلولهاي بنيادي جنيني انسان پـيـشـنـهــاد شــده اســت كــه اسـتـفــاده از هـمــاتــوپــوئـيـتـيــك كــايـمـريسـم (Chimerism Hematopoietic) اسـت. در ايـن شـيـوه اگر بخواهند به فردي، مثلا سلول عصبي حاصل از سلولهاي بنيادي جنيني را پيوند بزنند، از همان سلولهاي بنيادي علاوه بر سلولهاي عصبي، يكسري سلولهاي خوني نيز توليد كرده و به گيرنده سلولهاي عصبي پيوند مي‌زنند و اصطلاحا سيستم خوني فرد را كايمريك (ناهمسان) مي‌كنند. البته اين روش هـم فـعـلا بـه‌صـورت يك ايده است؛ ولي در افراد دريافت‌كننده پيوند، تا حدي اجرا مي‌شود. به‌طور مثال، امروزه براي كاهش مشكل دفع پيوند در بيماران دريافت‌كننده كليه، علاوه بر خود كليه، مقداري سلول خوني هم از فرد دهنده كليه گرفته شده و به بيمار گيرنده كليه، پيوند زده مي‌شود؛ بنابراين شايد بتوان در آينده از اين راهكار براي پيوند سلولهاي بنيادي نيز بهره جست.كاربرد سلولهاي بنيادي جنيني براي توليد ساده‌تر حيوانات تراريخته
از جـمـلـه قـابـلـيـت‌هاي بسيار مهم سلولهاي بنيادي جنيني آن است كه برخلاف سلولهاي بنيادي بالغ، امكان توليد يك فرد كامل توسط آن‌ها وجود دارد. البته بايد توجه داشت كه اين فرايند با تكنيك همسانه‌سازي يا كلونينگ (Cloning) كاملا متفاوت است. بـه‌عـبـارت ديـگـر، بـا اسـتـفاده از سلولهاي بنيادي جنيني مي‌توان حيوانات تراريخته (Transgenic) ويژه‌اي با خصوصيات مورد نظر توليد كرد. لازم به ذكر است كه براي توليد حيوانات تراريخته، دو راه وجود دارد؛ راه اول كه معمولا متداول است، تزريق ژن مورد نظر به درون پيش‌هسته (Pronucleous) نر و انتقال سلول تخم لقاح يافته (زيگوت) به لوله رحم حيوان ماده است. اما راه دوم كه در واقع همان استفاده از سلولهاي بنيادي جنيني است، در مقايسه با روش اول بازده بسيار بالاتري داشته و روش انجام آن نيز ساده‌تر است. در اين روش، ژن مورد نظر را با استفاده از پالس‌هاي الكتريكي يا الكتروپوريشن (Electroporation)، بـه داخـل سـلـول‌هاي بنيادي جنيني انتقال داده سپس سلولهاي بنيادي تراريخته را به درون بلاستوسيست حيوان تزريق كرده و طي نسل‌هاي متوالي، حـيـوان مورد نظر را به‌دست مي‌آورند. اين فرايند كاملا با فرايند Embryo Cloningيا Reproductive Cloning متفاوت است؛ چرا كه در بحث كلونينگ، يك تخمك اخذ شده و پس از تخليه هسته آن، هسته يك سلول غيرجنسي (سوماتيك) را كه از همان فرد يا فرد ديگري گرفته شده، با آن جايگزين مي‌كنند.
نكته ديگر اين‌كه توليد يك فرد كامل با استفاده از سلولهاي بنيادي، فقط با استفاده از سـلول‌هاي بنيادي جنيني امكان‌پذير است. البته مي‌توان از سلولهاي بنيادي بالغ يا سلولهاي سوماتيك (غيرجنسي) بزرگسالان هم براي اين منظور استفاده كرد كه در اين صورت بايد از روش كلونينگ استفاده نمود؛ ولي در مورد سلولهاي بنيادي جنيني نيازي به كلونينگ نيست.استفاده از سلولهاي بنيادي جنيني براي توليد اسپرم و تخمك
سلولهاي بنيادي جنيني به واسطه ويژگي پرتواني بالا، قادرند به انواع مختلفي از سلولها تبديل شوند. حتي بر اساس گزارش‌هاي اخير، محققان توانسته‌اند در شرايط آزمايشگاهي، با استفاده از اين سلولها، تخمك و اسپرم نيز تهيه كنند. اين توانايي كه بتوان سلولي مانند اسپرم يا تخمك توليد كرد كه تقسيم ميوز انجام داده و زايا باشد، از ارزش بسيار بالايي برخوردار است. اين ايده روش بسيار ارزشمندي است كه در آينده، تحول بسيار بزرگي در درمان افراد نابارور ايجاد خواهد كرد.استفاده از سلولهاي بنيادي براي ترميم ضايعات كبدي
پيوند سلولهاي بنيادي علاوه بر بيماران قلبي در ساير بيماران نيز نتايج خوبي را نشان داده است. براي مثال، در حال حاضر اگر بيماري دچار سرطان كبد باشد، جراح مجبور است براي جلوگيري از انتشار سرطان (متاستاز)به بخش‌هاي ديگر بدن، بخش سرطاني كبد را نابود كند. براي اين منظور معمولا طي دو عمل جراحي هم‌زمان ، خون ناحيه سرطاني كبد را قطع مي‌كنند تا بافت سرطاني به تدريج نابود شود. در عين حال چون بخش باقيمانده كبد بايد بتواند وظايف كل كبد را به عهده گيرد، لازم است تا اين اعمال جراحي به نحوي انجام شود كه بخش سالم باقيمانده، فرصت تكثير (Proliferation) را پيدا كند و در نهايت عملكرد كبد كامل را ايفا كند. براي اين منظور، حداقل 6 هفته زمان لازم اسـت تـا بـخـش بـاقـيمانده و سالم كبد تكثير شود. اما نتايج تحقيقات نشان داده كه با سلولدرماني و پيوند سلولهاي بنيادي بالغ به بخش سالم كبد، اين مدت زمان به دو هفته كاهش مي‌يابد. با اين كار نه تنها كبد فرد بيمار در مدت زمان كمتري ترميم مي‌شود، بلكه با خارج كردن سريع‌تر بخش سرطاني از بدن، احتمال بروز متاستاز و دست‌اندازي سرطان به بخش‌هاي ديگر بدن فرد نيز كاهش مي‌يابد.بيماري ديابت نوع I در كودكان
اين بيماري يك بيماري خود ايمني است كه منجر به تخريب سلول هاي توليد كننده انسولين در پانكراس مي شود. يك راه مناسب براي رفع اين بيماري استفاده از سلول هاي بنيادي است. براي اين منظور سلول هاي چند قابليتي جهت تمايز هدفمند (براي ايجاد سلول هاي پانكراس خاص به نام بتا ) هدايت مي شوند و به اين ترتيب مشكل توليد انسولين به وسيله سلول هايي كه احتمال دفع آن‌ها توسط سيستم ايمني وجود ندارد رفع مي شود.سلولهاي بنيادي، قدرت شنوايي و بينايي
محققان دريافتند سلولهاي بنيادي حاصل از جنين‌هاي كوچك مي‌تواند قدرت شنوايي و بينايي را در حيواناتي كه توانايي ديدن و شنيدن را از دست داده‌اند، بازگرداند. گروهي از محققان با استفاده از سلولهاي بنيادي مغز استخوان انسان، شنوايي را در خـوكـچـه‌هـاي هندي ترميم كردند و يك گروه ديـگـر از پـژوهـشـگـران بـا استفاده از سلولهاي بـنـيـادي قـوربـاغـه، نـوزادان نـابـيـنـاي قـوربـاغـه را صـاحـب چشـم‌هـاي سـالـم كـردنـد. هرچند اين يـافتـه‌ها هنوز در انسان آزمايش نشده است اما مــي‌تـوانـد بـه روشـن شـدن بـرخـي از مهـم‌تـريـن فــرايـنــدهــاي زيـسـت شـنـاخـتـي در رشـد و نـمـو شنوايي و بينايي كمك كند.
ايـــن كـشـــف نـشـــانـگــر قــابـلـيــت فــوق‌الـعــاده تحقيقـات سلـول‌هـاي بنيـادي در درمـان گستره وسيعـي از بيمـاري‌هـاي مـرگبـار و ناتوان كننده اسـت كـه ميليـون‌هـا انسـان را مبتلا كرده است. محققان در آزمايشگاه، سلولهاي بنيادي را به سلولهاي شبه نرون تبديل كردند و سپس آن‌ها را بـه گـوش داخلـي خـوكچـه‌هـاي هندي پيوند زدند. سه ماه بعد اين خوكچه‌ها بخشي از شنوايي خــود را بــه دسـت آوردنـد. هـدف از انجـام ايـن مطالعه، رشد مجدد سلولهاي حساس شنوايي اعلام شده است. اين سلولها نقش حياتي در قـدرت شـنـوايـي پـسـتـانـداران دارند. هنگامي‌كه سـلـول‌هـاي حـسـاس شـنوايي در گوش داخلي انـسـان و سـايـر پـسـتـانـداران در اثـر صـداي بلند، بيماري‌هاي خودايمني، داروهاي سمي‌يا پيري مي‌ميرند، آسيب دايمي‌به شنوايي وارد مي‌شود.درمان نابينايي با سلولهاي بنيادي
نـابـيـنـايـي يـكـي از كـابـوس‌هـاي بزرگ انسان است؛ چرا كه در بسياري از موارد درماني براي آن وجـود نـدارد. اخـيـراً دانشمندان توانسته‌اند به كمك سلولهاي بنيادي، حس بينايي را به موش‌هاي نابينا برگردانند. اين موفقيت گامي به سوي درمان بسياري از افراد نابينا محسوب مي‌شود؛ هرچند كه از درمان موش‌هاي كور تا درمان انسان‌هاي نابينا هنوز فاصله زيادي وجود دارد. دانشمندان موفق شده‌اند حيواناتي را كه چشم آن‌ها در اثر بيماري‌هاي مشابه آنچه در انسان ديده مي‌شود آسيب ديده، معالجه كنند. آن‌ها با پيوند زدن سلولهاي بنيادي شبكيه به چشم اين حيوانات نابينا موفق به اين كار شده‌اند.
اگر از نتايج اين دستاورد بتوان براي معالجه بيماري‌هاي چشم انسان استفاده كرد، ميليون‌ها نفر كه مبتلا به انواع مختلف بيماري‌هاي شبكيه چشم هستند از مشكلات ناشي از سالمندي گرفته تا ديابت از آن بهره خواهند برد، چرا كه پيش از اين ترميم سلولهاي شبكيه چشم امكان نداشت. شبكيه چشم، لايه‌اي از سلولهاي عصبي و حساس به نور مخروطي و استوانه‌اي است كه تصاوير را به پيام‌هاي عصبي تبديل مي‌كند و به دليل داشتن ماهيت عصبي، در صورت آسيب ديدگي ترميم نمي‌شود. اصولا ترميم سلولهاي عصبي به طور طبيعي در بدن انسان به‌صورت بسيار محدود انجام مي‌شود. مي‌توان گفت سلولهاي عصبي يا همان <نورون>ها تقريبا غير قابل ترميم تلقي مي‌شوند و از همين روست كه مثلاً يك بيمار دچار ضايعه نخاعي را نمي‌توان به‌آساني درمان كرد. بـه ايـن دلايل است كه گامي هرچند كوچك در ترميم سلولهاي عصبي مي‌تواند موفقيت بزرگي تلقي شود.
محققان معتقدند شايد شبكيه يكي از بهترين نقاط براي امتحان كردن پيوند سلولي باشد، زيرا نابودي دريافت كننده‌هاي نوري در ابتدا به باقي بخش‌هاي عصبي ميان چشم و مغز آسيب نمي‌رساند. تلاش‌هاي قبلي براي پيوند زدن سلولهاي بنيادي، به اين اميد كه به دريافت كننده‌هاي نوري تبديل شوند، شكست خورده بود، چرا كه سلولها از رشد كافي برخوردار نبودند. با وجودي كه نتايج اين كار در موش‌ها خيلي خوب جواب داده ولي تكرار كاري مشابه آن در انسان كمي مشكل است و البته اين مشكل، بيشتر اخلاقي است، زيرا براي اين‌كه بتوان از سلولهاي بنيادي انسان در مرحله‌اي كه در حال تبديل به سلولهاي شبكيه است استفاده كرد، بايد سلولهاي بنيادي از جنين در سه ماه دوم بارداري برداشته شود.
درمان ناباروري با سلولهاي بنيادي
ناباروري دغدغه 10 تا 15 درصد مردم دنيا است. آماري كه كم و بيش، با همين رقم خودش را در مرزهاي كشور هم نشان مي دهد. طبق اعلام سازمان جهاني بهداشت (WHO) تعداد زوج هاي نابارور دنيا به 510 ميليون زوج مي رسد.
يكي از روش‌هاي جديد درمان ناباروري استفاده از سلولهاي بنيادي براي مردان و زناني است كه توانايي توليد نطفه ندارند. آزمايش‌هاي مطالعات حيواني اين روش در ايران بر روي موش انجام شده و موفقيت‌آميز بوده است. فاز انساني مطالعه اين روش هم شروع شده كه اگر به جواب نهايي برسد، تحول مهمي در درمان ناباروري محسوب مي‌شود. بر اساس مطالعات انجام شده، 90 درصد زوج‌هاي نابارور مي‌توانند با استفاده از يكي از روش‌هاي درماني موجود صاحب فرزند شوند. استفاده از سلـول‌هـاي بنيـادي مـي‌تـوانـد مشكل 10 درصد باقيمانده را حل كند.پيوند سلولهاي بنيادي به بيماران قلبي
اسـتـفــاده از سـلـول‌هـاي بنيـادي بـراي درمـان بيماري‌هاي صعب‌العلاج، يكي از اميدهاي در حال تحقق بشر در حوزه‌علوم پزشكي است كه روزبــــه‌روز، افــــق‌هــــاي تـــازه‌اي از آن نــمـــايـــان مي‌شود.هدف از پيوند
هـدف از انجـام ايـن عمـل، تهيـه و پيـوند نوع خـاصـي از سلـول‌هاي بنيادي بالغ (Adult stem cells ) به بيماران قلبي بود. بيماراني كه در اين روش مورد مطالعه و آزمايش قرار گرفتند، دچار ايسكمي عضلات قلبي (از بين رفتن سلولهاي ميوكارد در نتيجه قطع جريان خون يا (Myocardial-ischemia ) بـودنـد و انجـام عمـل پيـونـد عـروق ميان‌بر كرونري يا باي‌پس ( Bypass) براي آنان كارساز نبود.
در ايـن روش جـديـد كـه نـوعي Stem cell therapy(درمـان بـا اسـتـفـاده از سـلـول‌هاي بنيادي) است و نيازمند انجام عمل قلب باز است، ابتدا با استفاده از نور ليزر، بافت عضلاني قلب بيمار در ناحيه دچار ايسكمي تحريك مي‌شوند. سپس، سلولهاي بنيادي اخذشده از خود فرد به اطراف ناحيه دچار آسيب تزريق مي‌شوند تا ضمن تمايز به سلولهاي عضله قلب، منطقه آسيب‌ديده را ترميم كنند.
سلولهاي بنيادي مورد استفاده و شيوه عمل
مـطـالـعات باليني براي بررسي كارايي روش يادشده در ترميم ضايعات عضله قلب،تاكنون بر روي هـشـت بـيـمـار دچار ايسكمي عضله قلب انجام شده است. در اين روش كه در نوع خود شـيـوه جـديـدي از پـيـونـد سـلـول‌هـاي بنيادي به بيماران محسوب مي‌شود، از سلولهاي بنيادي بالغ رده + 133ACCكه از مغز استخوان (Bone marrow) خـود بيمار جداسازي مي‌شود، استفاده مــــي‌شــــود. در شــيــــوه مــــذكــــور، كــــل مــــراحـــل نـمــونــه‌گـيــري (آسـپـيـراسيـون) از مغـز استخـوان بيمار، جداسازي سلولهاي بنيادي + 133ACCو تزريق آن‌ها به ناحيه ايسكميك عضله قلب، در مدت زماني حدود 3 ساعت قابل انجام است.
لازم به ذكر است كه در اين روش، نمونه مغز استخوان، پس از بيهوشي بيمار در اتاق عمل و از استخوان‌هاي لگن تهيه مي‌شود. حجم نمونه مغز استخوان گرفته‌شده در اين مرحله فاكتور مهمي است كه تعداد نهايي سلولهاي بنيادي + 133ACCرا تعيين مي‌كند. پس از اين مرحله، سلولهاي بنيادي مورد نظر با استفاده از كيت خاصي از نمونه آسپيره مغز استخوان جداسازي مي‌شود و به روش ترانس اپي‌كارديال (از بيرون عضله قلبي) به نقاط متعدد اطراف ناحيه ايسكميك تزريق مي‌شود.استفاده از ليزر به‌عنوان عامل تقويت‌كننده
استفاده از ليزر در اين عمل به‌علت توان آن در ايجاد واكنش التهابي (Inflammation) موقت در بافت و افزايش خون‌رساني به ناحيه دچار آسيب است. در واقع قبل از تزريق سلولهاي بنيادي به ناحيه ايسكميك، جهت تحريك خون‌رساني به آن ناحيه و زنده نگهداشتن سلولهاي بنيادي تزريق‌شده، از خاصيت التهاب‌زايي موقت ليزر به عنوان يك عامل كمكي در ترميم سريع‌تر ناحيه استفاده مي‌شود. در اين عمل، ابتدا به كمك ليزر حدود 15 تا 20 حفره در عضله قلب ايجاد شده و سپس سلولها به اطراف ناحيه دچار ايسكمي تزريق مي‌شوند. بنابراين، ليزر در اين عمل فقط به عنوان يك عامل تقويت‌كننده (Booster) براي افزايش جريان خون استفاده مي‌شود.مزاياي اين روش پيوند
روش مـورد استفـاده در ايـن نـوع عمـل پيـونـد، در مقـايسـه با شيوه‌هاي ديگر پيوند سلـول‌هاي بنيادي به بيماران قلبي، از ويژگي‌ها و مزاياي زيادي برخوردار است كه مهم‌ترين آن‌ها به اين شرح است:
1-با توجه به اين‌كه كليه مراحل استخراج و پيوند سلولهاي بنيادي در مدت زمان حدود 3 ساعت قابل انجام است، بنابراين مدت ماندن بيمار در اتاق عمل به‌طور قابل ملاحظه‌اي كوتاه‌تر است.
2-استفاده از كيت ويژه جداسازي سلولهاي بنيادي در يك سيستم بسته و استريل، عملاً نياز به آزمايشگاه‌هاي مجهز و پيشرفته با استانداردهاي خاص (GMP Lab) را مرتفع مي‌كند. اين كار با بالابردن ضريب ايمني كار، احتمال انتقال آلودگي و عفونت به بيمار را منتفي مي‌سازد.
3- تمام مراحل تهيه نمونه مغز استخوان، جداسازي سلولها و پيوند آن‌ها، در اتاق عمل و صرفاً توسط خود جراح قلب صورت مي‌گيرد. بنابراين، با استفاده از اين شيوه نيازي به همكاري گروه ديگري از متخصصان مانند هماتولوژيست‌ها و غيره نيست.
4- با توجه به اين‌كه در اين روش علاوه بر تزريق سلولهاي بنيادي به اطراف عضله دچار عــارضــه، از خــاصـيــت هـم‌افـزايـي نـور ليـزر نيـز اسـتـفــاده مــي‌شــود، در نـتـيـجــه الـتـهــاب مــوقــت ايجادشده ناشي از تابش نور ليزر، خون‌رساني به ناحيه ايسكميك و تزريق‌شده، افزايش مي‌يابد و با اين كار، احتمال موفقيت در پيوند سلولهاي بنيادي و زنده ماندن سلولهاي پيوندي افزايش مي‌يابد.
گــروهــي از بـيـمــاران قـلـبــي كــه بــراي درمـان مـشكـلات و نـارسـايـي‌هـاي قلبـي،نيـاز بـه عمـل جراحي قلب باز و پيوند عروق ميان‌بر كرونري يا باي‌پس دارند، اين روش مناسب است. اما گاهي اوقـات پـس از ايـن‌كه بيماري براي انجام عمل بـاي‌پـس عـروق كـرونري، تحت عمل قلب باز قرار مي‌گيرد، به علت برخي مشكلات از جمله كــوچــك بـودن رگ بـسـتـه‌شـده يـا سـفـت شـدن بـافـت‌هـاي پيـرامـوني، امكان چنين عملي براي بهبودي وي وجود ندارد. در اين شرايط، يكي از بهتـريـن گـزينـه‌هـا انجـام عمـل پيوند سلولهاي بنيادي به ناحيه دچار آسيب قلب است. بنابراين، در روش مذكور جراح قلب قادر است پس از مواجهه با چنين بيماراني، فقط در مدت زمان سه ساعت، ضمن تهيه سلولهاي بنيادي، آن‌ها را به قلـب بيمـار پيـونـد بزند. به‌عبارت بهتر، يكي از قابليت‌هاي ارزشمند و در خور توجه اين روش آن است كه نه‌تنها پيش از عمل جراحي، بلكه پس از بازكردن قفسه‌سينه بيمار نيز، جراح اين امكان و فـــــرصـــــت را خـــــواهـــــد داشـــــت تـــــا از روش سلولدرماني استفاده كند.
شــايـان ذكـر اسـت كـه در بـيـش از 50 درصـد بـيـمــاران قـلـبـي، قبـل از اقـدام بـه عمـل جـراحـي مـعـيـارهـاي لازم بـراي پيوند سلولهاي بنيادي وجـود دارد. امـا بـا ايـن روش، در مورد بيماران ديـگـري كـه در حـالـت اورژانـس بـه بـيـمارستان منتقل شده و اين تشخيص قبلا براي آن‌ها داده نشده باشد، مي‌توان پس از اقدام به عمل جراحي و در حين كار چنين تصميمي را اتخاذ كرد. براي مثال، اگر بيماراني كه در مرحله نهايي نارسايي قلبي (End stage heart failure) قرار داشته و به عــلــت سـخــت‌شــدن ديــواره عــروق كــرونــري، رگ‌هاي درگير به‌طور كامل بسته‌شده و به موقع تحت درمان باي‌پس قرار نگيرند، جراح تنها پس از باز كردن قفسه سينه بيمار متوجه عدم كارايي روش باي‌پس براي درمان فرد مي‌شود. در چنين موارد اورژانسي، مي‌توان با پيوند سريع سلولهاي بنيادي به قلب بيمار، جان او را نجات داد.هزينه پيوند سلولهاي بنيادي با روش مذكور
همان‌طور كه قبلاذكر شد، در روش يادشده، براي تهيه سلولها از كيت ويژه‌اي براي جداسازي سلولهاي بنيادي + 133ACCاز نمونه مغز استخوان بيمار استفاده مي‌شود. هزينه استفاده از اين كيت براي هر بيمار در حدود سه تا هفت‌هزار يورو است. علت گران بودن اين كيت آن است كه كل لوازم آن يك بار مصرف بوده و براي هر عمل بايد مجموعه تازه‌اي استفاده شود. اما عليرغم گران بودن كيت، استفاده از اين ابزار به دليل استريل بـودن و داشتـن سيستم كاملابسته آن، نياز به سرمايه‌گذاري‌هاي كلان جهت تجهيز آزمايشگاه‌هاي پيشرفته با شرايط GMP Lab براي تهيه سلولهاي بنيادي عاري از آلودگي را كاملا مرتفع مي‌كند. لازم به ذكر است كه كيت مورد استفاده در اين عمل، ويژه كارهاي باليني است و با انواع آزمايشگاهي آن كه ارزان‌تر بوده و مجوزهاي استفاده براي انسان را ندارد، كاملا متفاوت است.خصوصيات سلولهاي بنيادي مورد استفاده
همان‌طور كه ذكر شد، از سلولهاي بنيادي رده + 133ACCكه از مغز استخوان خود فـرد جـداسـازي مي‌شود، براي سلولدرماني در اين روش استفاده مي‌شود. در حال حاضر و بر اساس يافته‌هاي محققان، سلولهاي بنيادي + 133ACCبه‌عنوان سلولهاي بنيادي اوليه (Primitive stem cells) شناخته مي‌شوند. به عبارت ديگر، اين سلولها توانايي تمايز به اغلب سلولهاي ديگر از جمله سلولهاي عصبي، ماهيچه‌اي قلبي و استخواني (استئوكلاست) را دارا هستند. بنابراين در مقايسه با ديگر رده‌هاي سلولي اخذشده از مغز استخوان، بهترين شرايط را براي پيوند دارند.
جداسازي سلولهاي + 133ACCبا استفاده از نانوتكنولوژي
در كيـت ويـژه‌اي كـه بـراي جداسازي سلولهاي بنيادي + 133ACCاز نمونه مغز اسـتـخــوان اسـتـفــاده مــي‌شــود، جــداســازي سـلــول‌هــا بــر مـبـنــاي اتـصــال رسپتـورهـاي ) Receptors (سلولي به گيرنده اختصاصي آن‌ها استوار است. به عبارت ديگر، سلولهاي بنيادي + 133ACCدر سطح خود ،داراي رسپتوري به‌نام 133ACC هستند كه قادر است بـه گـيـرنـده اخـتـصـاصـي خـود اتـصـال يـابـد. گـيـرنـده مـذكـور كـه آنتي‌بادي اختصاصي (منوكلونال) بر عليه 133ACCاست، به يك قطعه 50 نانومتري با خاصيت آهن‌ربايي (مگنت) متصل مي‌شود كه اصطلاحا آنتي‌بادي منوكلونال كونژوگه ناميده مي‌شود. پس از تهيه خون مغز استخوان، نمونه را از ستوني كه حاوي آنتي‌‌بادي‌هاي كونژوگه تثبيت شده است، عبور مي‌دهند. در نتيجه، سلولهاي بنيادي با گيرنده سطحي 133ACCبه آنتي‌بادي‌ها چسبيده و به‌راحتي قابل جمع‌آوري هستند،در حالي‌كه رده‌هاي ديگر سلولي موجود در نمونه از ستون خارج و حذف مي‌شوند. كل اين روند در داخل كيت استريل انجام مي‌شود و سلولهاي مورد نياز براي پيوند با خلوص بالا، بدون آلودگي و در كمترين زمان ممكن در اختيار جراح قلب قرار مي‌گيرند.
لازم بـه ذكـر اسـت كـه در داخل نمونه اخذشده مغز استخوان، كمتر از 5/1 درصد سلولها از نوع + 133ACC هستند و بقيه شامل رده‌هاي ديگر سلولي هستند. براي مثال، كــمــتـــر از 10 درصـــد ســلـــول‌هـــا از نـــوع + 34CDو حـــدود 25-20 درصــد سـلــول‌هــا + 117CDهستند.استفاده از سلول هاي بنيادي در ترميم بافت ها
يكي از هدف هاي اصلي علم پزشكي فائق آمدن بر اثرات ناتوان كننده يك بافت يا يك عضو بيمار بوده همچنين در طول قرن‌ها قطع عضو آسيب ديده در صورت امكان تنها راه رهايي از درد بوده است. درك چگونگي عملكرد اندام‌ها به مرور زمان منجر به شناسايي آن‌ها شد و در نتيجـه بـا پيشـرفت علم پزشكي در بعضي مـوارد بـا جـايگـزيـن كـردن اعضاي ساخته شده سبب درمان بيماري شدند. پيشرفت هاي ديگر عـلــم پــزشـكــي مـثــل كـشــف آنتـي بيـوتيـك‌هـا و داروهاي ديگر، واكسيناسيون و همچنين ارتقاي بـهـداشـت عـمـومي همگي سبب طولاني شدن عمر انسان شدند. با طولاني شدن عمر انسان نياز به جايگزيني اندام هاي آسيب ديده با اندام هاي سـالـم افـزايـش پـيـدا كـرده اسـت. امروزه كيفيت زنـدگـي ميليون‌ها بيمار به طور قابل توجهي با جايگزيني اندام هاي مصنوعي نظير پروتزهاي مفصلي، استنت هاي قلبي عروقي و دريچه قلبي بـهـبـود پـيدا كرده است. هزينه هاي اقتصادي و اجـتـمـاعـي در جـايـگـزيـني بافت‌ها و اندام هاي آسيب ديده جمعيت رو به افزايش افراد مسن به ويژه در كشورهاي توسعه يافته بسيار زياد شده است. از سوي ديگر اندام‌هاي مصنوعي دائمي نيستند و عمر محدود دارند. چون اين اندام‌ها با بافت هاي ميزبان كاملا تلفيق نمي شوند به مرور زمان فرسوده شده و كارايي خود را از دست مي دهند. بنابراين بايد با عضو جديد تعويض شوند. عمر اين اندام هاي مصنوعي بسته به نوع موادي كه در ساخت آن‌ها به كار مي رود حداكثر 15 سال اسـت. انـدام هـاي مـصـنـوعـي از مـوادي سـاخـته مــي‌شــونــد كـه از نـظـر زيـسـتـي خـنـثـي و از نـظـر مكـانيكـي بـادوام هستنـد ولـي بيشترشان از نظر سـازگـاري بيـولـوژيكـي بـا بـدن منـاسـب نبوده و گاهي سبب پاسخ هاي التهابي مي شوند. پاسخ هاي التهابي بدن به نوبه خود سرعت و فرسودگي آن‌ها را زياد مي كند. محققان هر ساله مواد جديدي براي ساخت اعضاي مصنوعي از سرتاسر جهان عرضه مي كنند. با اين‌كه كيفيت آن‌ها بهبود پيدا مي‌كند ولي هنوز مشكل فرسودگي و عمر محدود را دارند. افزايش طول عمر انسان توجه به اعضاي جايگزين را از دو رويكرد به خود معطوف كرده است. 1- تعداد بيماران نيازمند به اين نوع درمان‌ها بسيار افزايش يافته است. 2- خود اين درمان‌ها (اعضاي جايگزين) نيازمند طول عمر بيشتري هستند. بنابراين لزوم تغيير روش در ساخت اين اعضا شديدا احساس مي شود. تغيير اين روش‌ها بايد در جهتي باشد كه به جايگزيني بافت هاي هرچه بيشتر بيولوژيك منجر شود. اين اعضاي مصنوعي بايد بتوانند رشد كنند و تكثير يابند. يكي از ويژگي هاي اساسي بافت زنده در يك موجود پرسلولي توانايي تطابق و دگرگوني آن با تغييرات محيطي و فيزيولوژيك است. نقص اعضاي جايگزين مصنوعي قبلي، عدم توانايي آن‌ها در شناخت شرايط موضعي، ندادن پاسخ مناسب و نداشتن تطابق با بافت هاي اطراف است. بنابراين قدم بعدي در تكوين اعضاي جايگزين به كار بردن مواد فعال زيستـي اسـت كه بتواند علائم بيولوژيكي مناسب صادر كرده و همچنين پاسخ هاي سـازنـده در محـل بـافـت آسيـب ديـده را بـدهد. اين جايگزين‌ها بايد بتوانند در محيط آزمايشگاه رشد كرده و تكثير پيدا كنند. براي رسيدن به اين اهداف؛ مواد زيستي ساخته شده بايد داراي امكانات هوشمند باشند. تركيب اين مواد با سلول هاي زنده امكان توليد بافت‌ها و اندام هاي زنده را مي دهد كه داراي وظايف زيستي بوده و توانايي پاسخ به تغييرات محيطي را دارند. همچنين طول عمر بيشتري نسبت به اعضاي مصنوعي فعلي دارند. سلول هاي بنيادي به عنوان بخش مهم اين مولدهاي سلولي در حال طلوع هستند. سلول هاي بنيادي به خاطر توانايي تقسيم بسيار بالا و قدرت تمايز به رده هاي مختلف سلولي در كاربردهاي باليني نظير مهندسي بافت، سلول درماني و كاربردهاي دارو بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. پياده كردن تكنولوژي هايي بر پايه اين سلولها نياز به اين دارد كه سلول هاي بنيادي يا فرآورده هاي تمايز يافته آن‌ها در خارج از بدن توليد شوند. در تكنولوژي هاي قبلي به توانايي سلولها براي توليد يك پروتئين يا توليد يك ويروس نياز بود. هدف اين تكنولوژي جديد توليد خود سلول به عنوان يك محصول است. در كاربرد سلول هاي بنيادي در بعضي موارد، هدف سود بردن از تكثير خود سلول هاي بنيادي است. براي مثال مي توان از پيوند سلول هاي بنيادي خون ساز نام برد كه به پيوند مغز استخوان معروف است. پيوند سلول هاي بنيادي خون ساز يا مغز استخوان سال‌ها است كه به عنوان درمان خيلي از بيماري هاي بدخيم و خوني در سراسر دنيا در حال انجام است. در ايران نيز پيوند سلول هاي بنيادي خون ساز به عنوان يك درمان از سال‌ها پيش شروع شده و ادامه دارد. در موارد ديگر هدف استفاده از سلول هاي تمايز يافته ويژه اي است كه از اين سلول هاي بنيادي توليد مي شود. سلول هاي بنيادي داراي سه ويژگي هستند: 1- مي توانند مشابه خودشان را به وجود بياورند. 2- مي توانند به رده هاي مختلف سلولي تمايز پيدا كنند. 3- مي توانند در داخل بدن بافت مورد نظر را بـازسـازي كننـد. تغييـراتي كه در طول عمر و سـبـك زنـدگـي انسـان‌هـا بـه وجـود آمـده اسـت، چـالـش هـاي مـحـقـقـان را بـا آنـچـه كـه قبلا بوده مـتفاوت كرده است. فراواني بعضي بيماري‌ها رو بـه افـزايـش اسـت و امـكـان بـهـبودي آن‌ها با درمان‌هاي جاري هم از نظر مالي و هم از نظر افزايش طول عمر فراتر رفته است. بيماري قند يا ديابت، بيماري‌هاي قلبي و عروقي، بيماري‌هاي تخريب كننده اعصاب مثل پاركينسون و آلزايمر و بيماري‌هاي مفاصل را كه نياز به تعويض دارند مي‌توان از جمله اين بيماري‌ها نام برد. بازسازي بـافـت بـا جـايـگـزيـنـي سـلول يكي از روش‌هاي مـمـكن براي درمان بيماري‌ها در آينده خواهد بـود. جـايـگـزيـنـي سـلـول بـه صورت يك عضو، درمان جديدي نيست. پيوند كليه يا پيوند قلب از سال‌ها پيش متداول شده است. ولي بزرگ‌ترين مشكل آن كمبود دهنده عضو است كه فقط براي تـعــداد كـمــي از بـيـمـاران امـكـانـش وجـود دارد. بنابراين درمان با جايگزيني سلول بيشتر توجه را بـه خـود جلـب كـرده اسـت. در ايـن درمـان بـايد سلولهاي بنيادي در خارج از بدن كشت و تكثير شده و بعد به بيمار برگردانده شوند و آن عضو تخـريـب شـده را از نظـر سـاختماني، عملكرد و تطـابـق بـا شـرايـط فيـزيـولـوژيـك تـرميـم كننـد. از سـلـول‌هـاي بـنـيـادي مـزانـشـيمي در ترميم بافت آسيب ديده قلب، استخوان، غضروف، عصب، تاندون و غيره در مطالعات حيواني استفاده شده است. اخيرا در مطالعات انساني نيز استفاده از اين سلولهاي بنيادي در ترميم بافت‌ها شروع شده اسـت. در ايـران هـم اسـتفاده از اين سلولها در ترميم بافت آسيب ديده قلب، كبد و همچنين در تــرمـيــم سـلـول‌هـاي عـصـبـي در بـيـمـاران ام اس فعاليت هايي انجام شده است. يافته هاي فعلي اثــربـخـشــي درمــان بـيـمــاري‌هــاي مختلـف را بـا اسـتـفـاده از سـلـول‌هاي بنيادي مزانشيمي نشان مي‌دهد. كاربرد اين سلولها بدون عوارض بوده و به نظر بي خطر مي‌آيد. مشكلات اخلاقي نيز كه در استفاده از سلولهاي بنيادي جنيني مطرح است در اين سلولها مطرح نيست.برخي از مزايا و محدوديت‌هاي سلولهاي بنيادي جنيني و بالغ
1-اخلاق زيستي (Bioethic)
سلولهاي بنيادي جنيني، از جنين زنده گرفته مي‌شود، بنابراين در بسياري از كشورها استخراج آن‌هـا ممنـوع اسـت؛ زيـرا از بيـن بـردن جنينـي كـه قابليت تبديل شدن به يك انسان را دارد در حكم قتل نفس تلقي مي‌شود. به‌عنوان مثال، در كشور آلمان اين عمل ممنوع بوده و در كشور انگلستان نيز تا چندي پيش، اجازه تحقيقات در اين خصوص داده نشده بود. اما در مقايسه با سلولهاي بنيادي جـنـيني، سلولهاي بنيادي بالغ از فرد بالغ گرفته شـده و چـون استخراج آن‌ها از بدن فرد موجب مـرگ وي نـمـي‌شود، در نتيجه با اين محدوديت مواجه نيستند. همچنين يكي از كاربردهاي بالقوه هر دو دسته از سلولهاي بنيادي، همسانه‌سازي انــســـان بــه روش كـلــونـيـنــگ (Cloning) اســت كــه بـحـث‌هـاي اخـلاقـي زيـادي را بـه خـود مـعـطـوف داشـتــه اســت. در اكثـر كشـورهـاي جهـان كـاربـرد سـلـول‌هـاي بـنـيـادي، بـا هـر مـنـشـأ كـه بـاشـد، براي همسانه‌سازي انسان ممنوع است. در عين حال، ساير كاربردهاي بالقوه و بالفعل سلولهاي مذكور در عرصه پزشكي در اقصي‌نقاط جهان به شدت مورد توجه و تحقيق هستند.2-پس‌زدگي
با توجه به اين‌كه از سلولهاي بنيادي بالغ هر بيمار مي‌توان جهت مداواي خودش اسـتـفـاده كـرد، بـنـابـرايـن، پـس از تـزريـق آن‌هـا بـه بـدن بـيمار، سيستم ايمني بدن فرد، سلولهاي مذكور را به‌عنوان يك سلول يا بافت بيگانه تلقي نكرده و مشكل پس‌زدگي يا رد پيوند به‌وجود نمي‌آيد. شايان ذكر است، پس‌زدگي، يكي از محدوديت‌هاي عمده پيش روي محققان در بهره‌گيري از سلولهاي بنيادي جنيني است، زيرا آنتي‌ژن‌هاي سازگاري نسجي اين سلولها با شخص گيرنده يكي نبوده و احتمال پس‌زدگي آن‌ها بالا مي‌رود. البته تحقيقاتي در حال انجام است كه مولكول‌هاي عرضه‌كننده آنتي‌ژن‌ها را فرونشانند (suppress) تا اين مشكل رفع شود.3-تمايز
سلولهاي بنيادي جنيني داراي قدرت تكثير و تمايز بالايي هستند، به‌گونه‌اي‌كه بـعـضـا بـدون اعـمـال تيمار خاصي، خودبه‌خود به سلولهاي ديگر تبديل مي‌شوند. بنابراين بايد جلوي تمايز ناخواسته و تصادفي آن‌ها گرفته شود تا تبديل به بافت‌هاي ديگر نشوند.
سلولهاي بنيادي بالغ نيز در محيط كشت، علاقه به تكثير شدن دارند و با اعمال تيمارهاي خاص در مسير تمايز هدفمند قرار مي‌گيرند.
بنابراين، يكي از مشكلات عمده در رابطه با تكثير و تمايز سلولهاي بنيادي (جنيني و بالغ) اين است كه جهت‌دهي و هدايت مسير تمايز اين سلولها به سلولهاي ديگر، قدري سخت و ناشناخته است؛ در حالي‌كه اگر مسير تكثير و تمايز شناسايي شود، مي‌توان به چگونگي پيدايش سلولهاي مختلف پستانداران در دوران جنيني نيز پي برد و همچنين از اين طريق مي‌توان ژن‌هاي دخيل در تكوين سلولهاي مختلف (نظير قلب، اعصاب و غيره) را شناسايي كرد. در اين‌جا مزيت سلولهاي بنيادي جنيني بر سلولهاي بنيادي بالغ آن است كه سلولهاي بالغ چنين اطلاعاتي را به ما نمي‌دهند.4-ناهماهنگي (Arithmy)
زماني‌كه از سلولهاي بنيادي جنيني براي ترميم بافت‌هاي آسيب‌ديده قلب استفاده مي‌شود، در برخي موارد، ناهماهنگي بين بافت قلب و بافت ترميم‌شده به وجود مي‌آيد. زيرا در اين حالت، سلولهاي بنيادي جنيني كه با بافت قلبي هموژني كامل ندارند؛ به سلولهاي قلبي تبديل شده‌اند. اين مسأله باعث مي‌شود در ضربان اين دو قسمت ناهمخواني پيش آيد و ريتم ضربان قلب به هم بخورد. مشكل ناهماهنگي در برخي از آزمـايشـاتـي كـه روي مـوش‌هـا انجـام‌شـده، ديـده شـده است. اما اين مشكل در مورد سلولهاي بنيادي بالغ، كه از خود فرد بيمار دريافت شده‌اند، به چشم نمي‌خورد.
5-قدرت تكثير و ناميرا بودن
يكي از مهم‌ترين خصوصيات سلولهاي بنيادي جنيني اين است كه ناميرا هستند؛ يعني برخلاف سلولهاي بنيادي بالغ كه ميرا بوده و پس از چند مرحله كشت و تكثير، دچار فرايند پيري مي‌شوند، سلولهاي بنيادي جنيني داراي بقاي زيادي بوده و پير نمـي‌شـونـد. سلـول‌هـاي بنيـادي بالغ، عليرغم اين‌كه قابليت تكثير و تمايز در محيط آزمايشگاه را دارند، اما نكته جالب آن است كه تعداد تكثيرشان در شرايط آزمايشگاهي، محدود است، يعني در شرايط مذكور تنها مي‌توان آن‌ها را 30 و يا حداكثر 50 بار وادار به تقسيم كرد. پس از آن، اين سلولها دچار فرايند پيري شده و امكان تكثير را از دست مي‌دهند. با اين حال مي‌توان از تمايز اين سلولها، رده‌هاي ديگري از سلولها نظير سلولهاي چربي، سلولهاي استخواني، غضروفي و يا حتي سلولهاي قلبي و عصبي را توليد كرد.6-قدرت پرتواني
ويژگي ديگر سلولهاي بنيادي جنيني در مقايسه با سلولهاي بنيادي بالغ اين است كـه داراي قـدرت پـرتـواني (Pluripotency) بسيار بيشتري هستند. به‌عبارت ديگر، در محيـط آزمـايشگـاهـي، قـدرت تمـايـز ايـن سلـول‌هـا بـه انـواع ديگـر سلـول‌هـا، بيـش از سلولهاي بنيادي بالغ است.برخي ديگر از مزاياي سلولهاي بنيادي جنيني
در مقايسه با سلولهاي بنيادي بالغ، توانايي تمايز و توليد انواع بيشتري از سلولها را دارند.
كنترل مراحل رشد و تمايز آن‌ها، ساده‌تر از سلولهاي بنيادي بالغ است.
به علت فراواني نسبتاً بيشتر، جداسازي آن‌ها راحت‌تر از سلولهاي بنيادي بالغ است.
دانش به دست آمده از سلولهاي بنيادي جنيني حيوانات، در مطالعات انساني نيز كاربرد دارد.
تحقيقات انجام شده بر روي سلولهاي بنيادي جنيني، موجب ارتقاء تكنيك‌هاي تكثير و استفاده از سلولهاي بنيادي بالغ مي‌شود.
تحقيقات فعلي و چشم‌اندازهاي آينده
هم‌اكنون، اغلب محققاني كه در اكثر نقاط دنيا سرگرم مطالعه سلولهاي بنيادي هستند چند موضوع خاص را در رابطه با اين سلولها پي‌گيري مي‌كنند:
1-درك صحيح از مراحل رشد و تمايز سلولهاي بنيادي
2- شناسايي، جداسازي و خالص‌سازي انواع مختلف سلولهاي بنيادي
3- جهت‌دار كردن تمايز سلولهاي بنيادي به‌منظور تبديل آن‌ها به سلولهاي مورد نياز جهت درمان بيماري‌ها
4- ايجاد قابليت پيوند در اين سلولها
5- پيشگيري از پس‌زدگي پيوند سلولهاي بنيادي
6- تكثير سلولهاي بنيادي در مقياس صنعتي و زياد
7- تـايـيـد نـتـايـج مـوفـقـيـت‌آمـيـز بـررسي‌هاي حيواني در آزمايش‌هاي انساني
8- عملكردي يا فانكشنال كردن سلولهاي توليدي
9-افـزايـش كـارايـي يـا Efficiencyسلولهاي بنياديجايگاه و وضعيت ايران در زمينه سلولهاي بنيادي
هـمـگـام بـا پـيشرفت‌هاي اخير دنيا در زمينه سلولهاي بنيادي، اين موضوع در كشور ايران نيز مورد توجه قرار گرفته و فعاليت‌هاي خوبي توسط چند مركز پژوهشي و دانشگاهي در اين مورد، انجام گرفته است.الف) پژوهشكده رويان
پژوهشكده علوم سلولي و ناباروري رويان، يـكــي از مــراكــز تـحـقـيـقــاتــي وابـسـتــه بــه جـهـاد دانشگـاهـي كشـور است كه در زمينه بهداشت بـاروري و ناباروري و علوم توليد‌مثل فعاليت مي‌كند. اين مركز در كنار فعاليت‌هاي درماني و سرويس‌دهي به زوج‌هاي نابارور، بخش اصلي فعاليت‌هاي خود را در حوزه امور پژوهشي و آموزشي متمركز كرده و در قالب چندين گروه تخصصـي بـه تحقيـق در زمينه علوم باروري و توليد‌مثل مي‌پردازد.
مـــحـــقـــقـــــان ايـــــن پـــــژوهــشــكـــــده در كــنـــــار مـوفـقـيـت‌هـايـي نـظـير تولد اولين مورد نوزاد با استفاده از جنين منجمد در ايران (سال 1375) و تولد اولين نوزاد حاصل از روش ICSI با استفاده از اسپرم منجمد شده يك فرد بيضه‌برداري شده (سال 1378)؛ توانستند با كشت و تكثير نخستين رده از سلولهاي بنيادي جنيني انسان (بن‌ياخته‌هاي جنيني) در ايران (سال 1382) به فناوري توليد سلولهاي بنيادي جنين انسان دست پيدا كنند.
سابقه تحقيقات پژوهشكده رويان در زمينه سلولهاي بنيادي جنيني
پژوهشكده رويان در كنار ارايه خدمات درماني به زوج‌هاي ناباروركه از سال 1370 آغاز شده و همچنان ادامه دارد، بخش عمده‌اي از فعاليت‌ها و نيروي خود را در امر پژوهش متمركز نموده است. فعاليت‌هاي پژوهشي اين مركز كه از سال 1372 آغاز شده، در قالب پنج گروه تخصصي شامل "جنين‌شناسي"، "ژنتيك ناباروري"، "ناباروري مردان"، "نـابـاروري زنـان" و "بهـداشـت و اپيـدميـولـوژي "انجـام مـي‌گيـرد. البته گروه پژوهشي سلولهاي بنيادي نيز از سوي دفتر مركزي جهاد دانشگاهي مورد تصويب قرار گرفته است.برخي از فعاليت‌هاي دانشگاه تربيت مدرس در زمينه سلولهاي بنيادي بالغ
1-تكثير سلولهاي بنيادي بند ناف به منظور درمان افراد سرطاني
يكي از مشكلات پيوند مغز استخوان، عدم سازگاري نسجي (MHC) شخص گيرنده با شخص دهنده است. اين موضوع يعني "ناسازگاري نسجي"، حتي ممكن است باعث مرگ شخص گيرنده شود. از طرفي به‌دليل كمبود تعداد افراد داوطلب براي اهداي مغز استخوان، امكان يافتن نمونه‌هاي سازگار با فرد بيمار دشوار است.
از آنجا كه سلولهاي بنيادي بند ناف، در مراحل اوليه تكامل قرار دارند، سازگاري آن‌ها با شخص گيرنده بيشتر است و در زمان انتقال به شخص بيمار، كمتر پس‌زده (Rejection) مي‌شوند. بنابراين با تبديل سلولهاي بنيادي بند ناف به سلولهاي مغز استخوان و پيوند آن‌ها به بيمار مي‌توان تا حد زيادي با مشكل پس‌زدگي مقابله كرد؛ ضمن اين‌كه اين سلولهاي بنيادي، از خون بند ناف و بلافاصله بعد از تولد نوزاد جداسازي مي‌شوند (بند ناف بعد از تولد از نوزاد جدا شده و دور انداخته مي‌شود) و لذا بعيد است كه مشكلات اخلاقي خاصي داشته باشند. از ديگر مزاياي سلولهاي بنيادي بند ناف، مي‌توان به "فقدان عفونت ويروسي" و "سرعت بهبود" اشاره كرد (پس از پيوند اين سلولها به مغز استخوان، مدت زمان خون‌سازي و بهبود بيماران كمتر است.)
تنها مشكل سلولهاي بنيادي بند ناف آن است كه تعداد آن‌ها بسيار كم است و لذا بايد اين سلولها پس از استخراج در شرايط آزمايشگاهي تكثير شوند تا بتوان به‌صورت كــاربــردي از آن‌هـا استفـاده نمـود. هـم‌اكنـون در دنيـا تحقيقـات زيـادي در خصـوص استخراج و تكثير اين سلولها از بند ناف صورت مي‌گيرد. در واقع استخراج و تكثير سلولهاي بنيادي از بند ناف، اولين مرحله جهت تبديل آن‌ها به بافت‌هاي ديگر ودر نهايت بهره‌گيري از آن‌ها براي درمان بيماري‌ها به‌شمار مي‌رود.2-تـبــديــل سـلــول‌هــاي بـنـيــادي بـالـغ بـه سلولهاي قلبي
در ايـن دانـشـگـاه سـلـول‌هاي بنيادي بالغ در محيط‌هاي كشت ويژه به سلولهاي قلبي تبديل شـده‌انـد كه داراي ضربان خاص اين سلولها بــوده‌انــد. بــراي مـسـتـنــدســازي بـهـتــر، مــراحــل مختلف تمايز از يك سلول بنيادي به سلول قلبي، توسط ميكروسكوپ فاز معكوس فيلمبرداري و بــه رايــانـه مـنـتـقـل شـده اسـت. ضـمـن ايـن‌كـه مـحـققـان ايـن مـركـز، جهـت تشخيـص تمـايـز و تشكيل سلولهاي قلبي، فقط به داشتن ضربان آن‌ها اكتفا نكرده و تست‌هاي تكميلي را در اين خصوص انجام داده‌اند. يك سلول قلبي (يا هر ســلـــول ديــگـــري) عـــلاوه بـــر شــكـــل ظـــاهــري (مــــــورفــــــولــــــوژي) بـــــايـــــد داراي يـــــك ســـــري خصوصيات فيزيولوژيك و مولكولي نيز باشد؛ به‌طوري‌كه در مجامع علمي براي اثبات توليد يــك سـلــول قـلـبـي (يـا هـر سلـول ديگـري) بـايـد مستندات فيزيولوژي و مولكولي آن نيز در كنار مستندات مورفولوژيك ارايه شود. بر همين مبنا، آزمون‌هاي زير توسط محققان انجام شده است:
الـف- در روزهـاي اولـيه تمايز، از سلولها بـــرش‌هـــاي مــيــكـــروسـكــوپــي تـهـيــه و تــوســط ميكروسكوپ الكتروني بررسي شد كه تشكيل ميوفيلامنت‌ها (Myofilaments) مورد تاييد قرار گــرفــت. عـلاوه بـر ايـن، ژن‌هـاي Alpha myosin heavy chain و Beta myosi n heavy chainو چند ژن ديگر كه مشخصه يك سلول قلبي انسان هستند( ژن‌هاي اختصاصي سلول قلبي انسان) تـوسـط تكنيـك RT- PCRمورد بررسي و تاييد قرار گرفت.
ب- محققان دانشگاه، كاريوتايپ سلولهاي قـلـبـــي تـــولـيـــدشـــده را تـهـيـــه و مـــورد بـــررســي قـرار داده‌انـد تـا شكستگي‌هاي كروموزومي يا تـنــوع عـددي كـرومـوزوم‌هـا (پلـوئيـدي) نيـز در صورت بروز مشخص شوند؛ اما چنين تنوعي در كروموزوم‌ها مشاهده نشده و تمام سلولهاي مورد بررسي از اين لحاظ سالم و بدون تغيير بودند.
ج- يكـي ديگـر از آزمون‌هاي مورد نياز براي تاييد موفقيت در اين تحقيق، تست مـولكـول‌هـاي لانـه‌گـزينـي اسـت. ايـن مـولكـول‌هـا بـاعـث مـي‌شوند سلولهاي قلبي تـوليـدشـده، وقتـي بـه بـدن تـزريق شدند در محل اصلي خود استقرار يابند و در بدن ســرگــردان نـشــونـد. لـذا در ايـن تحقيـق نيـز وجـود مـولكـول‌هـاي لانـه‌گـزينـي تـوسـط فلوسايتومتري مورد بررسي قرار گرفت. براساس نتايج اعلام شده توسط اين گروه، حدود 45 درصد از سلولها داراي مولكول‌هاي لانه‌گزيني بودند؛ يعني در صورت تزريق در محل مورد نظر، استقرار خواهند يافت. نكته مهم اين است كه بقيه سلولها (55 درصد) چون از سلولهاي بالغ همان فرد استخراج شده‌اند، سيستم دفاعي بدن را نيز تـحـريك نمي‌كنند و از اين حيث براي شخص موردنظر مشكلي فراهم نمي‌كنند و معمولا توسط اندام‌هاي تصفيه‌كننده بدن مانند طحال دفع مي‌شوند.3-تبديل سلولهاي بالغ به سلولهاي عصبي
توليد سلولهاي عصبي با استفاده از سلولهاي بنيادي بالغ نيز در اين دانشگاه‌در حال انجام است. در اين خصوص مراحل تبديل و تمايز سلولها با موفقيت انجام شده، به ويژه مرحله تمايز نهايي كه منجر به تغيير شكل سلولهاي بنيادي به صورت يك سلول عصبي مي‌شود (تغيير مورفولوژي) به 4 تا 5 ساعت تقليل داده شده است. البته در اين مورد نيز تنها به مورفولوژي اكتفا نشده و تست‌هاي مولكولي خاص سلولهاي عصبي انجام شده است كه تشكيل سلولهاي عصبي از سلولهاي بنيادي بالغ را تأييد مـي‌كـند. يكي از تست‌ها، آزمون وجود پروتئين Neuron Specific Enolaseاست كه تـوسـط رنـگ‌آميـزي مـورد مطـالعـه قـرار گـرفتـه است.
عـلاوه بـر ايـن، بـر اسـاس اظهارات محققان طــرح، در نـظــر اســت كــه سـلــول‌هـاي عـصـبـي تـوليـدشـده، مـورد آزمـون الكتـروفيـزيـولـوژيـك قرار گيرند تا نحوه تحريك آن‌ها در مقابل جريان الكتريسيته (پالس الكتريكي) مشخص شود.4-تـولـيـد سـلـول اسـتـخواني با استفاده از سلولهاي بنيادي بالغ
با توجه به اهميت تبديل و تمايز سلولهاي بنيادي بالغ به سلولهاي استخواني و كاربرد آن در ترميم بافت‌هاي استخواني آسيب‌ديده، اين مورد نيز مورد توجه قرار گرفته است. تاكنون مراحل اوليه تمايز با موفقيت انجام شده است و براي تشخيص كلسيته شدن در اين سلولها، از تست اختصاصي آن يعني آليزانيد و براي تعيين و تـايـيـد تمايز، از آزمون آلكالان‌فسفاتاز استفاده شده است كه هر دوي اين آزمون‌ها روند تمايز را مـــورد تـــايــيــد قــرار داده‌انــد. عــلاوه بــر ايــن‌هــا نـمــونـه‌هـاي مـيـكـروسـكـوپـي سـلـول‌هـا تـوسـط مـيـكــروسـكـوپ الكتـرونـي مـورد بـررسـي قـرار خواهند گرفت.منبع: نشریه مهندسی پزشکی شماره ۱۳۶، مهندس سروز بهبهانی، مهندس محمد کریمی
