سلول‌های بنیادی، نقش مهمی در انواع مختلف بافت‌ها و اعضای بدن انسان دارند. این سلول‌ها در سازمان بدن به صورت گسترده‌ای یافت می‌شوند؛ از جمجمه استخوان، بافت چربی، مغز، ریشه دندان، خون، کبد، قلب، تا ماهیچه‌های اسکلتی و غیره. استخراج بهینه و کم‌آسیبترین روش برای بدست آوردن حجم بیشتری از این سلول‌های بنیادی، یکی از چالش‌های اساسی در این زمینه است.
یکی از مهم‌ترین معیارها در انتخاب روش برای استخراج و هدف نهایی استفاده از سلول‌های بنیادی، موضوعی است که در نظر گرفته می‌شود. به عنوان مثال، در مواردی که پیوند مستقیم از یک فرد زنده به فرد دیگر صورت می‌گیرد، استفاده از سلول‌های بنیادی مغز استخوان ضروری است.
با وجود درد و زحماتی که فرد اهدا‌کننده ممکن است تحمل کند، پس از انجام آزمون‌های تأییدی مانند HLA typing، گاهی اوقات جایگزینی جز استفاده از سلول‌های بنیادی مغز استخوان باقی نمی‌ماند. به علاوه، در مطالعات تحقیقاتی، می‌توان از بافت‌های دور ریز چربی انسانی که در روش‌های زیبایی مانند لیپوساکشن استفاده می‌شوند، بهره برد.
بافت‌های دور ریز چربی انسانی
بافت‌های دور ریز چربی انسانی در فرآیندهای زیبایی مانند لیپوساکشن به کار می‌روند. سلول‌های بنیادی که توسط پژوهشگران استخراج و کشت می‌شوند، شامل سلول‌های بنیادی جنینی که از نوع سلول‌های Pluripotent هستند، سلول‌های بنیادی پرتوان القایی و سلول‌های بنیادی بالغ که از نوع سلول‌های Multipotent می‌باشند. به طور طبیعی، سلول‌های بنیادی متنوعی در بدن انسان وجود دارند که از ارزش تحقیقاتی بالایی برخوردار هستند. با این حال، این سه نوع سلول جزء سلول‌های پرکاربردی هستند و با روش‌های ساده‌تری استخراج می‌شوند.
معرفی انواع سلول‌های بنیادی و منابع تشکیل آن‌ها
در اوایل دهه ۲۰ قرن بیستم، سلول‌های بنیادی جنینی به‌عنوان اولین نمونه‌های این دسته از سلول‌ها که در سراسر جهان استخراج و کشت شدند، شناخته شدند. در ایران نیز، شخصیت‌هایی همچون جناب آقای دکتر احمدرضا بهرامی و سرکار خانم دکتر مریم مقدم متین، جزء اولین افرادی بودند که در اوایل دهه ۲۱ قرن بیستم، این نوع سلول‌ها را استخراج و کشت نمودند.
سلول‌های بنیادی
سلول‌های بنیادی جنینی، با اینکه توانایی بسیار بالایی در تمایز به انواع سلول‌ها را دارند، اما استخراج و کشت آن‌ها با مشکلات اخلاقی بسیاری همراه است. ابتدا باید توجه داشت که برای استخراج سلول‌های بنیادی جنینی، یک جنین در مرحله بلاستوسیست باید استخراج شود.
سپس، سلول‌های بنیادی بر روی یک لایه مغذی سلولی به نام MEF (Mouse Embryonic Fibroblasts) منتقل شده و در آن کشت می‌شوند. همچنین، محیط کشت مورد استفاده در این فرآیند ممکن است بسیار پرهزینه باشد؛ زیرا نیاز به انواع مختلفی از فاکتورهای رشد برای رشد سلول‌ها وجود دارد.
همچنین، تست‌های تأییدی برای این سلول‌ها ممکن است بسیار سنگین و پرهزینه باشد. هرچند توانایی بالای این سلول‌ها در تمایز به انواع سلول‌ها می‌تواند یک مزیت به شمار آید، اما این توانایی بالا ممکن است خطراتی همچون تشکیل تراتوما و تبدیل به سلول‌های سرطانی را در صورت پیوند به بدن داشته باشد.
مشکلات اخلاقی مرتبط با استخراج سلول‌های بنیادی جنینی، منجر به تولید سلول‌های بنیادی متمایز شده از سلول‌ها شده است. یکی از روش‌های تولید این سلول‌ها، انتقال هسته یک سلول متمایز به یک سلول تخمک بدون هسته و کاشت آن در رحم می‌باشد. به این صورت، برای تولید سلول‌های بنیادی متمایز شده برای یک فرد خاص، از سلول‌هایی با هسته کامل استفاده می‌شود و هسته (2n) آن سلول در یک تخمک کاشته می‌شود.
سپس، تخمک‌های هاپلوئید که به شکل مصنوعی به سلول زیگوت دیپلوئید تبدیل شده‌اند، در رحم جایگزین می‌شوند و پس از مرحله مورولا، سلول‌ها استخراج و کشت می‌شوند.
پیشرفت‌های دانشمندی در تولید سلول‌های بنیادی
با تلاش‌های پژوهشگر ژاپنی به نام آقای یاماناکا، ژن‌هایی که به‌عنوان “ژن‌های استاد” شناخته می‌شوند و عملکردی حیاتی در تولید سلول‌های بنیادی دارند، معرفی شدند. با تلقیح این ژن‌ها، سلول‌های بنیادی پرتوان القائی تولید می‌شود که از نظر عملکرد شباهت زیادی به سلول‌های بنیادی جنینی دارند. در این روش، یک سلول فیبروبلاست تمایز یافته از فرد گرفته شده و کشت می‌شود.
سپس با استفاده از روش‌های مختلفی مانند ترانسداکشن، ترنسفکشن، تغییر اپی ژنتیک و غیره، مجموعه‌ای از ژن‌ها که شامل Klf4، Sox2، Oct3/4 و c-Myc است، بیان می‌شود و باعث برگشت تمایز و تبدیل سلول‌های عملکردی به سلول‌های بنیادی پرتوان القائی می‌شود.
سلول‌های بنیادی بالغ
اکنون یکی از سلول‌های بنیادی پرکاربرد در سراسر جهان، سلول‌های بنیادی بالغ می‌باشند. این سلول‌ها، که اغلب به عنوان سلول‌های بنیادی مزانشیمی شناخته می‌شوند، در سراسر بدن پخش شده و در انواع مختلف بافت‌ها حضور دارند. به‌عنوان مثال، در یک فرد بالغ، حضور این سلول‌ها در مغز استخوان، بافت چربی و ریشه دندان به میزان بیشتر است. همچنین در بافت‌های مرتبط با جنین مانند بند ناف، حضور بیشتری دارند. بنابراین در استخراج این سلول‌ها، با توجه به کاهش حداقلی آسیب به فرد دهنده، باید بافت مناسب برای استخراج حداکثری را در نظر گرفت.
استخراج سلول‌های بنیادی از بافت
اگرچه مرحله تخلیه بافت مغز استخوان بسیار دردناک است و ممکن است آسیب‌های جدی به فرد وارد کند، اما به دلیل وجود اتصالات سست بین سلولی، استخراج از این بافت ساده‌تر است. با چند بار شست‌وشو و استفاده از ترکیباتی که گرادیانت شیب گرانشی ایجاد می‌کنند، می‌توان سلول‌های بنیادی مزانشیمی را تخلیص کرد.
در بافت‌های دیگر مانند چربی یا بند ناف که سلول‌های بنیادی مزانشیمی حضور دارند، اتصالات بین سلولی محکم‌تر است و برای استخراج باید این اتصالات شکسته شوند. ماتریکس خارج‌سلولی در این بافت‌ها از نوع کلاژن تایپ ۱ است. بنابراین برای شکستن اینتگرین‌های متصل به کلاژن، می‌توان از آنزیم تریپسین و برای شکستن رشته‌های کلاژن، از آنزیم کلاژناز نوع ۱ استفاده کرد.
این بافت‌ها پس از استخراج باید به خوبی شست‌وشو داده شوند تا خونبری به شکل کامل انجام شود. سپس تحت تیمار با آنزیم‌های شکننده اتصالات بین بافتی قرار می‌گیرند تا سلول‌ها کامل از داخل بافت خارج شوند.
پس از تیمار با آنزیم، جهت خنثی کردن اثر آن، محیط کشت حاوی FBS به آن اضافه شده و سانتریفیوژ می‌شود.
با راشا زیست همراه باشید…
