درمان نابینایی ناشی از دیابت با سلولهای بنیادی_آینده
به گزارش آینده
سالانه، میلیونها نفر مبتلا به دیابت ناظر آن می باشند که بیناییشان بهآرامی افت مییابد، چون رگهای خونی زیاد ریز داخل چشم بهمرور زمان تخریب خواهد شد.
به نقل از اساف، دههها مطالعه روی سلولهایی که دیواره این رگها را راه اندازی خواهند داد، تقریبا غیرممکن بوده است؛ چراکه این سلولها زیاد کمیاباند، بهسختی به دست میآیند و بعد از خارج شدن از چشم، زیاد سریع ویژگیهای اختصاصی خود را از دست خواهند داد.
اکنون گروهی از پژوهشگران دانشگاه دوک موفق شدهاند این سلولها را از سلولهای بنیادی انسانی در آزمایشگاه تشکیل کنند و سپس از آنها برای بازسازی رگهای صدمهدیده شبکیه در موشها منفعت گیری کنند.
در این مطالعه، این سلولهای آزمایشگاهی که iREC نام دارند، تنها از نظر ظاهری همانند سلولهای واقعی نیستند. وقتی که این سلولها به شبکیه صدمهدیده موشها تزریق شدند، خود را در شبکه رگهای خونی حاضر ادغام کردند و به برگشت جریان خون در بافتهایی که از افتخون رنج میبردند، پشتیبانی کردند.
پژوهشگران این چنین بر پایه همین دستاورد، از همین سلولها برای ساخت یک مدل کوچک و عملکردی از سد داخلی خونی چشم روی یک تراشه منفعت گیری کردند؛ دستگاه کوچکی که میتواند به دانشمندان در مطالعه رتینوپاتی دیابتی و گسترش درمانهای تازه پشتیبانی کند.
دانشمندان چطور سلولهای بنیادی را به سلولهای رگهای خونی شبکیه تبدیل کردند؟
در عمق چشم، ساختاری وجود دارد که عملکردی شبیه سد خونی-مغزی دارد؛ دیوارهای زیاد کنترلشده از سلولها که از شبکیه محافظت کرده و محیط آن را پایدار نگه میدارد. این سد در بیماری رتینوپاتی دیابتی، که یکی از با اهمیت ترین علل نابینایی در بزرگسالان است، تخریب میشود.
بازدید دقیق این که این سد چطور و چرا از بین میرود، مدام زیاد دشوار بوده است، چون سلولهای دخیل در این فرایند به سختی قابل دسترسی می باشند و در محیط آزمایشگاه نیز زیاد سریع کیفیت و ویژگیهای خود را از دست خواهند داد.
برای حل این مشکل، پژوهشگران دانشگاه دوک در واقع همان مطلبهای شیمیایی را که بدن در دوران رشد جنینی برای ساخت شبکه رگهای خونی شبکیه منفعت گیری میکند، بازسازی کردند.
رگهای خونی شبکیه نزدیک به ماه چهارم بارداری اغاز به شکلگیری میکنند و تکامل آنها تا چندین ماه بعد از تولد ادامه دارد. این فرایند توسط توالی زیاد دقیقی از دستورالعملهای زیستی هدایت میشود.
در مرکز این روش، پروتئینی به نام نورین (Norrin) و گیرنده سطحی آن یعنی Frizzled۴ قرار داشت که روی سلولهای رگهای خونی شبکیه وجود دارد. اگر این ربط در دوران رشد جنینی مختل شود، رگهای شبکیه بهدرستی راه اندازی نمیشوند.
پژوهشگران با منفعت گیری از همین کلید زیستی، سلولهای بنیادی را به سمت تبدیل شدن به سلولهای اختصاصی شبکیه هدایت کردند و دو ترکیب شیمیایی دیگر نیز افزودند تا این سلولها ویژگیهای سد محافظ زیاد انتخابگر را که مخصوص سلولهای رگهای خونی شبکیه است، به دست آورند.
سلولهای حاصل، یعنی iREC، همه نشانگرهای ژنتیکی و پروتئینی سلولهای واقعی رگهای خونی شبکیه را داشتند؛ از جمله پروتئین اتصالی اختصاصیای که در رگهای چشم وجود دارد اما در سلولهای شبیه مغز دیده نمیشود.
این سلولها همانند سلولهای طبیعی شبکیه، تنها به برخی مواد اجازه عبور میدادند. آنها قادر بودند گلوکز را از طریق کانالی منتقل کنند که برای فراهم انرژی زیاد بالای شبکیه الزامی است و این چنین فعالیت پمپ مولکولی را نشان دادند که به پاکسازی مواد زیان اور از چشم پشتیبانی میکند.
در آزمایشها، مقدار جذب گلوکز توسط سلولهای iREC نزدیک به پنج برابر زیاد تر از سلولهای قیاسای غیرتخصصی می بود؛ نتیجهای که نشان میداد این سلولها واقعاً هویت شبکیهای اشکار کردهاند.
برای بازدید این که آیا iREC ها واقعاً میتوانند چشم صدمهدیده را ترمیم کنند یا نه، پژوهشگران از مدلی موشی منفعت گیری کردند که مرحله پیشرفته بیماری چشمی دیابتی را همانندسازی میکند.
در این مدل، موشهای تازه متولدشده ابتدا در معرض غلظت بالای اکسیژن قرار میگیرند و سپس مجدد به هوای معمولی بازگردانده خواهد شد. این تحول ناگهانی علتتخریب رگهای خونی شبکیه و سپس رشد مجدد آنها به شکلی غیرطبیعی و نامنظم میشود.
پژوهشگران سلولهای iREC را مستقیماً به چشم این موشها تزریق کردند و پنج روز سپس، یعنی وقتی که شدت صدمه به اوج میرسد، شبکیه آنها را بازدید کردند.
در قیاس با موشهایی که تنها محلول آبنمک دریافت کرده بودند، در چشمهای درمانشده با iREC مقدار از بین رفتن رگهای خونی بهطور قابل توجهی کمتر می بود و رشد غیرطبیعی رگها نیز به مقدار بسیاری افت یافت.
تصاویر مقطعی نشان دادند که سلولهای تزریقشده تنها در محل تزریق تجمع نکردهاند، بلکه واقعاً در شبکه رگهای خونی حاضر ادغام شده و بخشی از رگهای فعال حامل خون در شبکیه میزبان شدهاند.
سپس پژوهشگران رنگ ردیابی را به جریان خون موشها تزریق کردند. نتایج نشان داد که رگهای بازسازیشده ماموریت خود را به خوبی انجام خواهند داد؛ شبکیههای درمانشده نسبت به گروه کنترل نشت زیاد کمتری داشتند که نشاندهنده کارکرد صحیح سد محافظ بازسازیشده می بود.
این چنین شبکه رگهای خونی در این چشمها از نظر اندازه و ساختار زیاد همانند مویرگهای سالم شبکیه می بود؛ موضوعی که مشخص می کند این سلولها فقطً فضاهای خالی را پر نکردهاند، بلکه معماری طبیعی شبکه خونرسانی را نیز بازسازی کردهاند.
همانندسازی بیماری چشمی دیابت روی یک تراشه
علاوه بر کاربرد درمانی، سلولهای iREC ابزار قدرتمندی برای مطالعه خود بیماری نیز می باشند.
هنگامی این سلولها در شرایطی شبیه رتینوپاتی دیابتی، یعنی قند خون بالا همراه با افتاکسیژن، قرار گرفتند، دقیقاً همان عکس العملهایی را نشان دادند که در بیماران مشاهده میشود.
پروتئینهایی که طبق معمولً سلولهای دیواره رگ را محکم به یکدیگر متصل نگه میدارند، از محل طبیعی خود پراکنده شدند. استحکام سد محافظ طی چند روز به طور محسوسی افت یافت و شبکههای سهبعدی رگهای ساختهشده از iREC مختصرتر، باریکتر و تکهتکه شدند.
این چنین رسوبات دانهدانهای روی دیواره این رگها ظاهر شد؛ نوعی صدمه سطحی که در بیماران دیابتی نیز مشاهده میشود.
مسئله مهم این می بود که عکس العمل سلولهای iREC به این شرایط دیابتی زیاد شدیدتر از سلولهای رگ خونی غیرتخصصی می بود که از همان سلولهای بنیادی تشکیل شده بودند.
نتیجهگیری پژوهشگران روشن می بود: دقت مدلسازی بیماری کاملاً به نوع سلولهای مورد منفعت گیری بستگی دارد و اگر از سلول نامناسب منفعت گیری شود، امکان پذیر با اهمیت ترین عکس العملهای بیماری اصلاً دیده نشوند.
همزمان، این گروه پژوهشی یک مدل کوچک از سد خونی داخلی چشم را روی تراشهای حاوی کانالهای زیاد ریز ژل ساختند که در آن سلولهای iREC بهطور خودبهخود شبکهای از رگهای خونی کوچک را راه اندازی دادند.
پژوهشگران این چنین با منفعت گیری از همان مسیر مطلبرسانی نورین، سلولهای حمایتی اختصاصی شبکیه موسوم به پریسیت (Pericyte) را نیز از سلولهای بنیادی تشکیل کردند.
پریسیتها اطراف دیواره رگها را میپوشانند و نقش مهمی در نگه داری استحکام سد محافظ دارند. هنگامی که این پریسیتهای آزمایشگاهی در کنار سلولهای iREC روی تراشه قرار گرفتند، استحکام سد محافظ حتی زیاد تر شد و به سطحی رسید که با اندازهگیریهای انجامشده در بافت زنده مطابقت داشت.
تشکیل نامحدود سلولهای شبکیه چه معنایی برای بیماران دارد؟
احتمالا با اهمیت ترین مشکلی که این پژوهش رفع میکند، به همان اندازه که علمی است، یک مشکل عملی نیز باشد.
سلولهای واقعی رگهای خونی شبکیه انسان زیاد کمیاب می باشند، تهیه آنها از نظر اخلاقی و فنی دشوار است و بعد از کشت در آزمایشگاه نیز زیاد سریع ویژگیهای تخصصی خود را از دست خواهند داد. همین افتسالها شدت تحقیقات درمورد بیماریهایی را که میلیونها نفر را دچار کردهاند، افت داده است.
سلولهای iREC که از سلولهای بنیادی تشکیل خواهد شد، منبعی تجدیدپذیر، پایدار و قابل تکرار از سلولهای اختصاصی شبکیه فراهم میکنند؛ سلولهایی که حتی بعد از دفعات متعدد تکثیر نیز هویت تخصصی خود را نگه داری میکنند.
به حرف های نویسندگان این پژوهش، در آینده امکان پذیر بتوان سلولهای iREC اختصاصی هر بیمار را از سلولهای خود او تشکیل کرد. این چنین رویکردی میتواند امکان ساخت مدلهایی از بیماری را فراهم کند که دقیقاً با ویژگیهای ژنتیکی هر فرد مطابقت دارند و احتمالا در نهایت راه را برای درمانهای سلولی شخصیسازیشده نیز هموار کند.
برای میلیونها فرد مبتلا به دیابت که با خطر افت تدریجی بینایی مواجه می باشند، ترکیب ابزارهای پژوهشی دقیقتر و گمان دستیابی به روشی برای ترمیم شبکیه، دلیلی واقعی برای امیدواری به آینده به حساب می اید.
دسته بندی مطالب
اخبار کسب وکارها