سلول بنیادی
سلول بنیادی به معنی یک سلول تخصص نیافته و عملکرد مشخص است. در تعریف علمی و دقیق، سلولی بنیادی اطلاق می‌شود که دو مشخصه خودتجدیدی و تمایزپذیری داشته باشد. یعنی سلولی که توانایی تقسیم و تولید دو سلول بنیادی دقیقاً مشابه با سلول مادری داشته باشد و از طرفی با تأثیر پذیری از کنام، تمایزپذیر باشد و یک سلول عملکردی را تولید کند، سلول بنیادی شناخته می‌شود. طبق این تعاریف، بزرگترین سلول بنیادی، سلول زیگوت پس از اولین تقسیم می‌باشد.
تاریخچه سلول‌های بنیادی
کلمه سلول بنیادی اولین بار در سال ۱۸۶۸ توسط Ernst Haeckel در مقاله‌ای برای تعریف تکوین جنین استفاده شد. بعد از آن در سال ۱۹۰۹ دانشمندان متوجه شدند که تمامی سلول‌های خونی منشأ اجدادی یکسانی در تکوین و تمایز سلولی دارند. در نیمه‌ی اول قرن بیستم، اگرچه مطالعاتی در راستای شناسایی سلول‌ها انجام می‌شد اما اطلاعات زیادی در رابطه با یاخته‌های بنیادی در دسترس نبود تا در سال ۱۹۶۳ سلول‌های بنیادی مغز استخوان شناسایی شدند.
با شناخت بیشتر این نوع جدید سلول‌ها، در سال ۱۹۸۱ تکنولوژی استخراج سلول‌های بنیادی جنینی موشی توسعه داده شده و ۲ سال بعد سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی استخراج و کشت داده شدند. از دهه ۸۰ قرن بیستم تا کنون مطالعاتی بسیار زیادی در رابطه با سلول‌های بنیادی انجام شده و امروزه دانشمندان در راستای درمان آسیب‌های بافتی و بیماری‌های مختلف از تکنولوژی سلول‌های بنیادی استفاده می‌کنند.
سلول های بنیادی
تقسیم بندی سلول‌های بنیادی
سلول‌های بنیادی طبق پتانسیل تمایزی و منشأ، تقسیم بندی‌های مختلفی دارند. در تقسیم بندی بر اساس تمایز، در دسته‌های بسیار پرتوان (totipotent)، پرتوان (pluripotent)، چندتوان (multipotent)، کم‌توان (oligopotent) و تک‌توان (unipotent) قرار می‌گیرند. سلول‌های بسیار پرتوان منشأ جنینی داشته و از اولین تقسیم سلول زیگوت به وجود می‌آیند.
انواع سلول‌های بنیادی
در تعریف آمده که سلول‌های پرتوان توانایی تولید بخش‌های داخل و خارج جنینی را دارند. سلول‌های پرتوان نیز بعد از تشکیل بلاستوسیست و شکل‌گیری لایه‌های جنینی شکل می‌گیرند و توانایی تشکیل فقط بافت‌های خود جنین را دارند. بقیه سلول‌های چندتوان، کم‌توان و تک‌توان فقط توانایی تمایز به دسته محدودی از بافت‌ها را دارند.
در تقسیم بندی بر اساس منشأ نیز سلول‌های بنیادی به دو دسته جنینی (embryonic stem cells) و بالغ (adult stem cell) تقسیم می‌شوند.
سلول های بنیادی
سلول‌های بنیادی جنینی
همانطور که از اسم این سلول‌ها مشخص است، این سلول‌ها مستقیماً از جنین استخراج می‌شوند. سلول‌های بنیادی جنینی از نظر پتانسیل تمایزی، pluripotent بوده و توانایی تشکیل کامل یک جنین را دارند. به عنوان تست استاندارد اطمینان از جنینی بودن سلول‌ها، روش‌هایی مانند شکل‌گیری تراتوما زیرپوستی در موش nude، توانایی کایمر شدن با سلول‌های بلاستولا و ساخت جنین کامل، تمایز به نورون در محیط رتیونیک اسید و تمایز به گلیال در حضور bFGF و PDGF می‌باشد.
سلول‌های بنیادی پرتوان جنینی
سلول‌های بنیادی جنینی قدرت بالایی در تمایز داشته و تقریباً دامنه کاربرد بالایی در پزشکی بازساختی می‌توانند داشته باشند. اما محدودیت‌های این دسته از سلول‌ها غیراخلاقی بودن استخراج آن‌ها می‌باشد. چرا که در هر بار استخراج سلول بنیادی نیاز به استفاده از یک جنین کامل می‌باشد. از طرفی تکنولوژی تولید، استخراج و کشت آن‌ها دشوار است. تولید یک embryo و کاشت آن در رحم جایگزین نیاز به تجهیزات IVF و مهارت بالا دارد. همچنین پس از استخراج، کشت آن‌ها بر روی یک لایه مغذی (feeder layer) انجام می‌شود.
سلول های بنیادی
سلول‌های بنیادی پرتوان القایی
در سال ۲۰۰۶، دانشمندی ژاپنی به نام Shinya Yamanaka به همراه همکاران خود توانستند از سلول‌های تمایز یافته عملکردی، سلول‌های بنیادی پرتوان تولید کنند. تا قبل برای دسترسی به سلول‌های بنیادی جنینی، استفاده از یک جنین و معدوم کردن آن غیرقابل انکار بوده و این مسئله مشکلات اخلاقی زیادی را در پی داشت.
اما با تلاش‌های چند ساله آقای یاماناکا، این امکان فراهم شد تا محققان سلول‌های بنیادی اختصاصی یک فرد را از سلول‌های عملکردی ساده‌ای مانند فیبروبلاست‌های پوستی تهیه کنند. در این روش مجموعه‌ای از ژن‌های اصلی که در خواص بنیادینگی دارند، به سلول القاء می‌شوند.
در ابتدای مطالعه، نزدیک ۲۰ ژن کاندید شدند و با روش حذف، یکی یکی از ژن‌های کاندید در ترنسفکشن سلولی حذف شدند تا در نهایت بین ۴ تا ۵ ژن به عنوان ژن‌های اصلی القاء کننده بنیادینگی انتخاب شوند. این ژن‌ها شامل Klf4، Sox2، Oct3/4، c-Myc و Nanog بودند. امروزه دانشمندان از متد های اپی‌ژنتیک استفاده کرده و بدون نیاز به ترنسفکشن ژن‌های کاندید را تحریک کرده و سلول بنیادی پرتوان تولید می‌کنند.
سلول‌های بنیادی بالغ
سلول‌های بنیادی بالغ همان سلول‌های بنیادی چندتوان می‌باشند که به راحتی از بافت‌های مجاور جنینی مانند Wharton’s jelly، بند ناف، امنیون، جفت و … قابل استخراج هستند. همچنین در بدن افراد بالغ در بخش‌های مختلفی مانند مغز استخوان، چربی، ریشه دندان، مغز، عضلات، شیر مادر، خون، کبد غدد فوق کلیه و … یافت می‌شوند.
سلول‌های بنیادی بالغ
این سلول‌ها به راحتی استخراج شده و کشت نسبتاً راحتی دارند. همچنین مشکلات اخلاقی در استخراج آن‌ها وجود ندارد. برای اینکه یک فردی سلول‌های بنیادی خودش استخراج شده، کشت داده شود و به خود فرد پیوند زده شود نیازی به کلونینگ نیست. چرا که این سلول‌ها بالقوه در بدن وجود داشته و بدون تغییری استخراج شده و تحت کشت در سیستم In-vitro قرار می‌گیرند.
سلول‌های بنیادی بالغ چندتوان
سلول‌های بنیادی مزانشیمی، هماتوپوئیتیک و نورال قرار می‌گیرند. پرکاربردترین آن‌ها سلول‌های بنیادی مزانشیمی می‌باشند.
سلول های بنیادی
سلول‌های بنیادی مزانشیمی
سلول‌های بنیادی مزانشیمی جزء بزرگی از سلول‌های بنیادی در بدن افراد بالغ می‌باشند و در تعمیر بافت‌های زیادی نقش دارند. جمعیت برزرگی از سلول‌های بنیادی مزانشیمی در مغز استخوان و چربی قرار دارد. این سلول‌ها اولین بار در مغز استخوان کشف شدند و به همین دلیل تحت عنوان سلول‌های استرومایی استخوان شناخته شدند.
سلول‌های بنیادی مزانشیمی
با توجه به اینکه این سلول‌ها در بخش‌های مختلفی از بدن قرار گرفتند، کنام‌های متفاوتی را تجربه کرده و از نظر مارکرهای سطحی ممکن است کمی با هم متفاوت باشند. اما در مجموع سلول‌های بنیادی مزانشیمی سلول‌هایی هستند که در ظرایط کشت سلول به خوبی رشد کرده اند!
با راشا زیست همراه باشید…
