مبارزه با سرطان و COVID-19: دانشمندان به سلول های بنیادی اعتماد می کنند

طبق گزارشات اخیر ، محصولات سلول بنیادی همچنین می توانند به مبارزه با COVID-19 کمک کنند. از آنها برای ساخت داروی تجویز شده برای معالجه دونالد ترامپ رئیس جمهور آمریکا استفاده شد.

اسپوتنیک با دانشمندان دانشگاه های روسیه درگیر در پروژه “5-100” صحبت کرده است تا از فرصت های منحصر به فرد جدیدی که کاربرد پزشکی سلول های بنیادی در آن ایجاد می کند ، آگاهی یابد.

سلول های بنیادی و ویروس کرونا

در اوایل ماه اکتبر ، مشخص شد که برای دونالد ترامپ کوکتل آنتی بادی ضد ویروس ایجاد شده توسط Regeneron به عنوان درمان ویروس کرونا ، تجویز شده است ، چیزی که وی خود آن را “معجزه آسا” نامید. Regeneron این روش درمانی را با استفاده از یک رده سلولی به نام HEK 293 ایجاد کرد که در اصل از جنین سقط شده در سال 1973 در هلند به دست آمد ، اما سلولهای بنیادی خود در دارو استفاده نمی شوند.

در پاییز سال 2020 ، محققان دیگر نیز امکان استفاده موثر از سلول های بنیادی برای درمان COVID-19 را اعلام کردند. در ایالات متحده ، برنامه ای برای استفاده از داروی مبتنی بر سلولهای بنیادی مزانشیمی بند ناف ثبت شد. دانشمندان اسرائیلی چندین گزینه برای درمان ناراحتی تنفسی حاد و تهدید کننده زندگی در بیماران ویروسی کرونا و ذات الریه با استفاده از سلولهای بنیادی پیشنهاد کرده اند.

به گفته دانشمندان ، سلول های بنیادی مزانشیمی به دلیل توانایی سرکوب سیستم ایمنی بیش از حد فعال و کمک به بازگرداندن نارسایی ریه و سایر اندام ها در موارد شدید بیماری ، نویدبخش درمان COVID-19 هستند.

سلول های بنیادی چیست؟

دانشمندان با اصطلاح “سلول بنیادی” توضیح دادند که چرا موجودات زنده چند سلولی ، که به طور مداوم سلول های خاصی را از دست می دهند ، به عنوان مثال لایه محافظ پوست ، هنوز زنده هستند و همان شکل را حفظ می کنند.

سلول های بنیادی یک ماده ساختاری همه کاره است که بدن از آن برای تجدید حیات خود استفاده می کند. این سلولها در هر مرحله از رشد در بدن وجود دارند. آنها می توانند تقسیم و ضرب شوند ، بدون تغییر. در صورت لزوم ، آنها می توانند ضمن تقسیم برنامه خود را تغییر داده و سلولهای جدید و جدیدی را ایجاد کنند ، به عنوان مثال خون و اندامهای مختلف ، جایگزین سلولهای قدیمی که در زمان خود بوده اند ، شوند.

در سال 1909 ، دانشمند روسی الكساندر ماكسیموف از مثال سلولهای خونی برای توضیح تئوری سلولهای بنیادی و ایده ایجاد سلولهای تخصصی دیگر از آنها استفاده كرد. در سال 1981 ، با استفاده از موش به عنوان نمونه ، دانشمندان آمریکایی به طور آزمایشی وجود سلول های بنیادی جنینی را اثبات کردند.

سلولهای بنیادی بسته به منشا آنها سه دسته گسترده وجود دارد: جنینی (از جفت بدست آمده) ، جنین (پس از سقط جنین از مواد جنینی گرفته شده) و بعد از تولد (سلولهای بالغ).

علیرغم اینکه سلولهای بنیادی موجود زنده بالغ پتانسیل کمتری برای استفاده از سلولهای جنینی و جنینی دارند و تعداد کمتری از انواع مختلف سلولها را تولید می کنند ، جنبه اخلاقی مطالعه و کاربرد آنها بحث و مجادله قابل توجهی ایجاد نمی کند. برخی از محققان استفاده از این نوع سلولهای بنیادی را برای مقابله با ویروس کرونا و ذات الریه پیشنهاد می کنند. امروزه از آنها در مهندسی بافت و همچنین برای توسعه ابزارهای تشخیصی جداگانه استفاده می شود.

سلول های بنیادی جنینی خواص منحصر به فردی دارند. اولاً ، آنها می توانند برای مدت بی نهایت طولانی تقسیم شوند ، و ثانیا ، فرزندان آنها می توانند به هر سلول خاصی تبدیل شوند ، اعصاب مغز ، سلولهای کبدی کبدی یا سلول اپیتلیوم روده ، شما فقط باید برنامه ژنتیکی مولکولی مورد نیاز را تنظیم کنید.

با این حال ، به دلایل اخلاقی ، استفاده از مواد سلولی جنین های انسانی برای اهداف پزشکی یا صرفاً علمی غیرممکن است. کار با این نوع سلولها در اکثر کشورها ممنوع است. بنابراین ، زیست شناسان مجبور به ارائه گزینه دیگری شده اند. در سال 2006 ، شینیا یاماناکا ، دانشمند ژاپنی ، ابتدا سلولهای بنیادی پرتوان به اصطلاح (iPSC یا iPS) را به دست آورد. بعداً به خاطر این کشف جایزه نوبل به او اهدا شد.

آنالوگ های سلول های بنیادی جنینی می توانند به فرد فرصتی برای بازسازی مصنوعی و بهبودی از بیماری های جدی دهند. اگر سلولهای T به اصطلاح مرتبط با تومور جدا ، اصلاح و برگشت شوند ، می توان فرد را به طور کامل از سرطان معالجه کرد. سلول های T سلاح اصلی بدن هستند. آنها از لکوسیت های مغز استخوان جدا شده و از شناسایی و تخریب سلول های حامل آنتی ژن های خارجی اطمینان حاصل می کنند.

غلبه بر نقایص ژنتیکی مادرزادی

امروزه بدست آوردن آنالوگهای سلول T به لطف یک پروژه بزرگ توسط انستیتوی فیزیک و فناوری مسکو (MIPT) و همکارانشان در دانشگاه گوانگژو (چین) و دانشگاه هاروارد (ایالات متحده) امکان پذیر شده است.

دانشمندان MIPT و مرکز تحقیقات پزشکی ملی غدد درون ریز با استفاده از آنالوگهای سلول بنیادی در حال توسعه روشی برای درمان بیماران کمبود ژنتیکی هستند که باعث اختلال در قشر آدرنال می شوند. این بیماری جدی در هفته های اول پس از تولد ظاهر می شود و تهدیدی جدی برای زندگی کودک است.

“در چنین مواردی ، استفاده از ژن درمانی معمولی کافی نیست: سلولهای بنیادی قشر آدرنال به سرعت تجدید می شوند ، بنابراین نسخه کاربردی تحویل شده از ژن ها فقط برای 12-12 هفته فعال است ، سپس فعالیت آن کند می شود” ، پاول ولچکوف ، رئیس بخش آزمایشگاه مهندسی ژنوم MIPT ، گفت.

برای حل این مشکل ، دانشمندان MIPT به ایده “اصلاح” یک ژنوم غیر عملکرد با ویرایش آن رسیدند. طی یک عمل کم تهاجمی و لاپاراسکوپی ، یک سیستم ویرایش ژن به بدن بیمار وارد می شود.

امروزه ، تحقیق در مورد موش های آزمایشگاهی در حال انجام است. با این حال ، برای حل کامل مشکل ، آزمایشاتی با ژنوم انسان مورد نیاز است. به گفته دانشمندان ، دو گزینه در اینجا امکان پذیر است: ایجاد موش با منبع انسانی یا ویرایش سیستم در شرایط آزمایشگاهی.

سرعت بخشیدن به رشد و کاهش هزینه ها

سلول های بنیادی نویدبخش استفاده از آنها در مهندسی بافت برای ایجاد بافت و اندام برای پیوند هستند. قلب مینیاتوری انسان که از سلولهای بنیادی رشد کرده است ، مدل مغز جنینی و مری از جمله دستاوردهای اخیر دانشمندان است.

محققان دانشگاه ایمنوئل کانت بالتیک فدرال (IKBFU) در ایجاد سلول های عصبی از سلول های بنیادی پس از زایمان برای استفاده در پیوند در آسیب های نخاع ، آسیب به بافت عصبی و بیماری های تخریب عصب استفاده می کنند.

امروزه دانشمندان برای تحریک تمایز سلول های بنیادی ، فاکتورهای رشد و آنزیم ها را به محیط سلولی اضافه می کنند. به گفته متخصصان ، این یک روش نسبتاً گران قیمت است که تمایز آنها برای سلولهای بنیادی مدت زمان زیادی طول می کشد.

“اکاترینا لوادا” ، محقق ارشد آزمایشگاه آزمایشگاه ، “ما می خواهیم این مشکل را با استفاده از تکنیک خود برطرف کنیم. تولید موادی مانند پیزوپلیمرها ارزان و کاربرد آسانی دارند ، در حالی که این تکنیک رشد سلولهای بنیادی را به یک نوع سلول عصبی سرعت می بخشد.” مواد مغناطیسی جدید در IKBFU ، گفت.

برای تحریک رشد سلول ، دانشمندان در حال تولید به اصطلاح چند مرکبتی یا ذرات مغناطیسی هستند که در یک ماتریس پیزوپلیمر زیست سازگار رقیق می شوند. چنین کامپوزیت هایی بین خواص مغناطیسی و الکتریکی رابطه مشخص دارند.

عبدالکریم امیروف: “ما می خواهیم از مواد جدید به عنوان بستر فعال برای پرورش اشیا biological بیولوژیكی استفاده كنیم. همچنین قصد داریم آنها را با استفاده از میدان های مغناطیسی و الكتریكی در معرض اثرات تحریكی لازم قرار دهیم. ، یک محقق ارشد در IKBFU ، گفت.

رویکرد فردی به درمان ضد سرطان

سلول های بنیادی پس از زایمان گرفته شده از یک فرد خاص می تواند برای ایجاد روش های جداگانه برای تشخیص سرطان و همچنین برای غربالگری اولیه مواد فعالیت ضد تومور استفاده شود.

به گفته متخصصان ، سلول های بنیادی نه تنها “ماده ساختاری” متنوعی برای اندام ها و سلول های خونی هستند ، بلکه از رشد و زنده ماندن تومورهای بدخیم در بدن نیز پشتیبانی می کنند و آنها را در برابر داروهای شیمیایی مقاوم می کند ، که روند درمانی را بسیار پیچیده می کند. پزشکان و دانشمندان با فوریت یافتن موثرترین روشهای درمانی برای غلبه بر این موانع روبرو هستند.

امروزه ، صنعت داروسازی به طور فعال از مدل های دو بعدی در شرایط آزمایشگاهی ، سلول هایی که روی یک سطح صاف رشد می کنند ، استفاده می کند. علاوه بر این ، اغلب فقط از یک نوع سلول تومور استفاده می شود. با این حال ، مدلهای دو بعدی معماری سه بعدی طبیعی تومور و تعامل بین سلولی پیچیده را در نظر نمی گیرند. در نتیجه ، آنها نمی توانند نتایج عینی ارائه دهند.

دانشمندان در سراسر جهان در حال کار بر روی مدل های جدید بیماری های تومور هستند که از سنگدانه های سلول تومور سه بعدی (اسفروئیدها) و قطعات تومور (اندامک ها) تا فن آوری های پیچیده اندام روی تراشه را در بر می گیرد.

مرکز علمی و بالینی پزشکی دقیق و بازساختی انستیتوی پزشکی بنیادی و زیست شناسی دانشگاه فدرال کازان در حال توسعه سیستم های آزمایش ویژه ای بر اساس سلول های بنیادی ، توموری و ایمنی با کشت همزمان است که با افزودن یک ماتریس خارج سلولی خاص سلول ها در یک محیط سه بعدی وجود دارد که شبیه بافت های طبیعی تومور بدن است.

این توسعه امکان دستیابی بهینه ساختارهای سه بعدی بافت مانند شبیه تومور در بدن و همچنین شبیه سازی متاستاز و تشکیل مقاومت دارویی را در شرایط آزمایشگاهی فراهم می کند.

“سیستم آزمایش توسعه یافته توسط دانشمندان همچنین می تواند برای رویکرد فردی در انتخاب شیمی درمانی ضد سرطان با استفاده از بنیان ، تومور و سلولهای ایمنی خود بیمار استفاده شود” ، آلبرت ریزوانوف ، استاد KFU ، استاد افتخاری پزشکی بنیادی در دانشگاه ناتینگهام ، گفت.

این ماده بخشی از پروژه “5-100” است. این پروژه با هدف حمایت دولت از دانشگاههای برجسته روسیه به منظور افزایش رقابت آنها در میان بهترین مراکز تحقیقاتی و آموزشی جهان انجام شده است.