پژوهشگران برای نخستین بار موفق شدند بدون وارد کردن ژن و صرفا با کمک پروتئین ها، "برنامه ریزی دوباره " سلول ها را محقق کرده و سلول های بنیادی پرتوان موسوم به "پروتئین- سلول های بنیادی پرتوان القائی" (پی.آی.پی.اس) "Protein Induced Pluripotent Stem Cells" تولید کنند.
به گزارش سرویس بین الملل سایت بازیاب ، این روش جدید می تواند جایگزین استفاده از سلول های بنیادی جنینی شود که به دلیل نابودیجنین ها، از نظر اخلاقی بسیار مناقشه آمیز هستند.
پژوهشگران موسسه تحقیقاتی اسکریپس کالیفرنیا به مدیریت "شنگ دینگ" توانستند در یک روش نوین، تنها از طریق ترکیب چند پروتئین با سلول های پوست موش، باعث برنامه ریزی دوباره سلول ها شده و به سلول های بنیادی"پی.آی.پی.اس" دست یابند. پژوهشگران مخلوطی از پروتئین ها را در لوله آزمایشگاه با سلول های پوست بسیار جوان و در مرحله جنینی موش ترکیب کرده و باعث تغییر عملکرد ژن های مختلف در ژنوم سلول های پوست شدند.
این تغییر عملکرد ژن ها، اساس برنامه ریزی دوباره سلول های پوست است که سپس به سلول های همه کاره یا پرتوان (پلوری پوتنت) تبدیل شده و توانایی های مختلفی کسب می کنند. پژوهشگران که نتایج تحقیقات خود را در نشریه تخصصی سلول بنیادی (سی.اس.سی.) منتشر کرده اند، برای وارد کردن پروتئین ها به سلول های موش از یک پروتئین اتصال کوتاه (پپتید) استفاده کردند که به پروتئین ها متصل شده و انتقال از طریق غشاء سلول را ممکن می کند.
از آنجا که پروتئین ها در پلاسمای سلول ها صرفا یک دوره حیات کوتاه دارند، کار با مخلوط پروتئین باید طی چند روز تکرار شود و بعد از آن سلول های بنیادی مورد نظر تولید می شوند.
پژوهشگران موسسه اسکریپس با ایجاد این تحول در بیوپزشکی به این موفقیت دست یافتند که بدون استفاده از فناوری ژنتیک، سلول های موش را به سلول های بنیادی تبدیل کنند.
در حالیکه تمام گروههای پژوهشی درجهان تاکنون چهار ژن خاص برنامه ریزی دوباره را مستقیما به سلول ها تزریق و وارد کرده اند اما دینگ و همکارانش از پروتئین هایی استفاده کردند که در آنها ژن ها معمولا در سلول شناسایی و تعریف می شوند. از آنجا که این پروتئین ها، مولکول های بزرگی هستند، پژوهشگران مجبور بودند با روش های خاص باعث جذب و پذیرش آنها در سلول ها شوند.
پژوهشگران برای این کار، چندین مولکول اسید امینه "آرژینین" را به عنوان نوعی "کارت ورود" به پروتئین ها متصل کردند و دنباله آرژینین به جذب و پذیرش مولکول های بزرگ در سلول ها کمک کرد. پژوهشگران، این پروتئین ها را از باکتری ها تولید کرده بودند و دینگ و همکارانش برای آزمایشات خود از سلول های پوست جنین های موش استفاده کردند و آنها را چهار بار با مخلوطی از پروتئین های "او.سی.تی. 4"، "کا.آی.اف.4"، "اس.او.ایکس 2" و "سی- ام.ابسیلون.سی." در تماس قرار دادند.
پس از گذشت 35 روز فعل و انفعالات مربوط به "برنامه ریزی دوباره" سلول های موش پایان یافته و پژوهشگران به سلول های بنیادی موسوم به "پی.آی.پی.اس." دست یافتند.
دینگ و همکارانش بر این باورند که روش جدید آنها برای برنامه ریزی دوباره سلول ها، سریع تر، مطمئن تر و ساده تر است.
دانشمندان موسسه ماکس پلانک برای بیوپزشکی مولکولی شهر مونستر آلمان سلول های فیبروبلاست جنین موش را در اختیار همکاران خود در موسسه اسکریپس قرار دادند تا بتوانند کیفیت همه کاره بودن و پلوری پوتنتی سلول هایی را آزمایش کنند که در این موسسه "برنامه ریزی دوباره" شده اند.
تیم پژوهشی "هانس شولر" از موسسه ماکس پلانک مونستر، در این میان خصوصیت پلوری پوتنت یا پرتوانی سلول های"پی.آی.پی.اس" را ثابت کرده است. روش نوین بیوشیمیایی برای برنامه ریزی دوباره سلول های بدن، ساده تر و مطمئن تر از تمام روش هایی است که تاکنون در این رابطه وجود داشته است. این تحول علمی یک پیشرفت مهم دیگر در جهت تولید سلول های بنیادی بدون ریسک و خطر سرطان است که می تواند در پزشکی آینده یک نقش با اهمیتی ایفاء کند.
شولر می گوید، چنین به نظر می رسد که پژوهش سلول بنیادی در بخش تولید سلول های بنیادی القایی (آی.پی.اس.) در حال توسعه عظیمی است و بسیار جالب است که تقریبا هر ماه شاهد نوآوری های مهم و بی سابقه هستیم. شولر که از سال 2004 میلادی با دینگ همکاری می کند افزود، طبیعی است که همکاری بین
المللی این روند را تسریع می کند.این پژوهشگر آلمانی با توجه به اینکه سلول های تولید شده واقعا دارای خصوصیت های خاص سلول های بنیادی پرتوان بودند می گوید، آزمایشات، بطور جالبی نشان می دهند که انتقال و نصب ژن ها در سلول های موش با کمک ویروس ها ضروری نیست و تنها ترکیبی از مخلوط پروتئین
ها با یک "ملکول کوچک" کافی است تا برنامه ریزی دوباره سلول انجام گیرد. این مولکول کوتاه، یک ماده شیمیایی کوچک است که نصب و اتصال پروتئین به رشته مولکول های وراثتی حامل اطلاعات ژنتیکی "دی.ان.آ." را آسان می کند. این در حالیست که در روش هایی که تاکنون در سطح بین المللی متداول بوده است، انتقال ژن های ویژه برنامه ریزی دوباره ("سی- ام.ابسیلون.سی."، "اس.او.ایکس2"، "او.سی.تی.4" و" کا.ال.اف.4") به سلول هدف ضروری بوده است.
بر پایه اعلام شولر، در حالیکه اصلاح و تغییر ژنتیکی سلول می تواند به غیرفعال شدن ژن های دیگر یا حتی تغییر شکل سلول ها منجر شود، اما بر اساس دانستنی های امروزه، اضافه کردن پروتئین ها هیچ خطر و ریسکی برای ژنوم ندارد. سلول های بنیادی پلوری پوتنت القائی (اعم از آی.پی.اس. و پی.آی.پی.اس.) می توانند به هر
نوع سلول از جمله سلول های عصبی یا سلول های کبد تبدیل شوند و در آینده در درمان بیماری هایی چون پارکینسون و دیابت یا احیاء اتصالات عصبی به عنوان نمونه در افراد مبتلا به قطع نخاعی یک نقش مهم ایفاء کنند. دانشمندان یک بخش مهم دیگر استفاده از این سلول ها را در تجزیه و تحلیل پیدایش بیماری ها می دانند.
شلولر می گوید، نتایج کنونی، آزمایشات بر روی سلول های موش است و طبیعی است که گام بعدی، انجام این آزمایشات بر روی سلول های انسانی است و ما این موضوع را به زودی در مونستر شروع خواهیم کرد.
شولر می گوید، در تماس قرار دادن چهار باره سلول ها با مخلوط پروتئین ها بدین خاطر ضروری است تا سلول ها مجددا به حالت اولیه و تمایز یافته خود باز نگردند.
این پژوهشگر آلمانی افزود، در این روش جهش ناگهانی ژنتیکی پیش نمی آید و نگرانی از این نظر وجود ندارد. در آزمایشات متعارف، خصوصیت پرتوانی یا پلوری پوتنت این سلول ها تایید شده است. تزریق این سلول ها به جنین های موش نیز باعث ساخت کوتیلدون یا سه برگچه های اولیه (انتودرم، مزودرم و اکتودرم) شد که از آنها در طی رشد جنین، تمام ارگان ها و بافت ها ساخته می شوند.
هر چند که برای برنامه ریزی دوباره هنوز به مولکول های بزرگ پروتئین نیاز است اما چنین به نظر می رسد که مشکل اصلی برنامه ریزی دوباره سلول حل شده است و شولر با اطمینان می گوید، مهم این است که هم اکنون می توانیم یک برنامه ریزی دوباره سلول را بدون نیاز به رشته "دی.ان.آ." انجام دهیم و در نتیجه جهش ناگهانی ژنتیکی نیز رخ نخواهد داد و نگرانی از این نظر وجود ندارد.
پژوهشگران باید در گام های بعدی برای هر نوع سلول مورد نظر، مخلوط و ترکیبات خاص آن را پیدا کنند که باید بر روی سلول های بنیادی تولید شده پاشیده شود تا این سلول ها در این ترکیبات تبدیل به سلول های مورد نیاز شوند. به عنوان نمونه پژوهشگران تاکنون موفق شده اند از سلول های بنیادی پلوری پوتنت القایی، سلول های عصبی و ماهیچه قلب پرورش دهند.
پرفسور "ولفگانگ میشائیل فرانس" پژوهشگر کلینیک دانشگاهی گروسهادرن در مونیخ آلمان نیز روش جدید دسترسی به سلول های بنیادی را عالی و مسرت بخش خواند و گفت، این روش یک تحول کاملا مهم در بخش برنامه ریزی دوباره سلول است. گام بعدی، آزمایش این روش جدید بر روی سلول های انسانی و رشد بافت از سلول های "پی.آی.پی.اس." است.
فرانس خود در تحقیقات جدید شرکت نداشته است اما در سال گذشته موفق شد با برنامه ریزی دوباره، سلول های بنیادی پلوری پوتنت را به سلول های منشاء سلول های قلب تبدیل کند. با توجه به این پیشرفت ها، می توان مراجعه به پزشک در سال 2020 میلادی را اینگونه تصور کرد که پزشک با یک سوهان جراحی کوچک جراحی مقداری از پوست بازوی بیمار را برداشته و درخواست می کند که بیمار یک هفته بعد مجددا برای درمان دیابتش مراجعه نماید. در این میان، نمونه برداری از پوست بیمار کشت شده و دستیاران پزشک یک مخلوطی از مواد شیمیایی را به آن اضافه می کنند و پس از چند روز سلول ها به سلول های بنیادی تبدیل می شوند. سپس
دستیاران پزشک مجددا یک مخلوط شیمیایی دیگر به این سلول ها اضافه می کنند و در نهایت سلول های لوزالمعده یا پانکراس را دریافت می کنند. هر چند علم پزشکی هنوز تا این حد پیشرفت نکرده است اما در حال حاضر با جدیت بر روی تبدیل سلول های بدن به سلول های بنیادی همه کاره یا پلوری پوتنت تحقیق می شود. چندین گروه پژوهشی در ماههای گذشته موفقیت های قابل توجهی در بهبود روش دسترسی و تولید سلول
های بنیادی داشته اند. برنامه ریزی دوباره سلول های بنیادی با تزریق ژن های کمتر، بدون ویروس و در نهایت نیز پژوهشگران توانستند ژن ها را حتی پس از استفاده از عملکرد آنها مجددا از سلول ها خارج کنند. تمام این روش ها به تغییر ژنتیکی سلول نیاز دارند که خطرها و ریسک هایی در آن نهفته است و مانع از استفاده پزشکی از آن در آینده می شود. بدین خاطر بهترین روش، برنامه ریزی دوباره سلول ها با کمترین حد عملیات و فعل و انفعالات ژنتیکی است یعنی بدون استفاده از ژن و صرفا با کمک مولکول های کوچکی که شولر پژوهشگر آلمانی از
آن سخن می گوید. با کلام دیگر، یک ترکیب و مخلوط شیمیایی که صرفا به سلول ها اضافه می شود و در پی آن سلول ها به سلول های بنیادی تبدیل می شوند. برنامه ریزی دوباره سلول ها برای اولین بار سه سال پیش توسط "شینیا یاماناکا" پژوهشگر ژاپنی ابتدا بر روی سلول های موش و سپس بر روی سلول های انسان صورت گرفت. یاماناکا نشان داد که از طریق تزریق وارد کردن ژن های مشخصی به سلول های ویژه، این سلول ها به وضعیت و حالت اولیه جنینی خود باز می گردند. توانایی های این سلول ها که به سلول های بنیادی
پلوری پوتنت القائی موسوم شدند، هیچ تفاوتی با سلول های بنیادی جنینی نداشت. بدین ترتیب پژوهشگران به یک روش نوین تولید سلول های بنیادی دست یافتند که از نظر اخلاقی نیز مشکل آفرین نبودند زیرا که برای تولید آنها، نیاز به جنین نبود. کرنولوژی پژوهش سلول های بنیادی 1998 میلادی، تولید سلول های بنیادی جنینی پژوهش سلول های بنیادی در سطح بین المللی از سال 1998 میلادی بطور سریعی رشد کرد و در
آن زمان "جیمز تامسون" پژوهشگر آمریکایی برای اولین بار در جهان، سلول های بنیادی جنینی از جنین های باقیمانده در کلینیک های مخصوص بارداری تولید کرد. این سلول ها سریعا به عنوان بارقه امیدی برای تهیه و تولید بافت های جایگزین در مبتلایان به دیابت، پارکینسون و دیگر بیماری ها شد. اما از آنجا که در این فناوری باید جنین ها نابود شوند، این روش از نظر اخلاقی بسیار مناقشه آمیز و بحث انگیز شد و به عنوان نمونه در آلمان ممنوع است. بدین خاطر از آن زمان تاکنون پژوهشگران بطور جدی به دنبال دسترسی به راهها و روش هایی برای تولید سلول های بنیادی هستند که از نظر اخلاقی مشکل آفرین نباشد.
2007 میلادی، تولید سلول های بنیادی پلوری پوتنت القائی موسوم به "آی.پی.اس." فوریه 2009 میلادی، تولید سلول های بنیادی صرفا با استفاده از یک ژن مخصوص برنامه ریزی دوباره سلول مارس 2009 میلادی، خارج کردن مجدد ژن خاص برنامه ریزی دوباره از ژنوم سلول آوریل 2009 میلادی، برنامه ریزی دوباره سلول بدون ژن
تیم پژوهشگران آمریکایی/ آلمانی برخلاف دیگر پژوهشگران در روش جدید خود هیچ ژنی را به سلول های پوست موش وارد نکردند و بدین ترتیب ریسک بالقوه بروز سرطان در استفاده درمانی / پزشکی در آینده را ماهرانه رفع کردند.شولر می گوید، در حالیکه تزریق و وارد کردن ژن به سلول می تواند باعث غیرفعال شدن ژن های دیگر و یا حتی تغییر شکل و ساختار سلول ها شود اما بر پایه دانستنی های کنونی، روش جدید که از پروتئین استفاده می شود، هیچ خطر و ریسکی برای ژنوم سلول ایجاد نمی کند.
سلولهای بنیادی "پی.آی.پی.اس." به سه برگه اصلی (کوتیلدون) رشد می کنند که از آنها در طی رشد جنینی، تمام ارگان ها و بافت ها ایجاد می شوند.
شولر برغم اینکه تعداد بیشماری از پژوهشگران سالیان متمادی بر روی این روش کار کرده اند، نسبت به انتظارات و امیدهای زودهنگام نسبت به این روش هدار می دهد و می گوید، طبیعی است که گام بعدی، آزمایش این روش بر روی سلول های انسانی است اما کاربری چنین سلول هایی به عنوان منبعی برای درمان به زودی ممکن نیست.
بر اساس اعلام شولر، با کمک سلول های "پی.آی.پی.اس." حتی می توان میزان رشد بیماری ها را تجزیه و تحلیل و به روش های درمانی ایده آل برای هر بیمار دست یافت.
پژوهشگران ابتدا چهار "پروتئین کنترل" را به سلول ها دادند و سلول ها نیز این پروتئین ها را جذب و پس از زمان کوتاهی هضم کردند. بدین خاطر پژوهشگران این سیکل و چرخه را چهار بار تکرار کردند تا برنامه ریزی دوباره سلول ها بطور کامل انجام گیرد.
پژوهشگران، این پروتئین های کنترل را از باکتری ها تولید کرده بودند که در آنها دقیقا چهار ژنی فعال شده بودند که قبلا در برنامه ریزی دوباره سلول ها نقش داشتند. بدین ترتیب برنامه ریزی دوباره سلول ها در سه سال گذشته بطور سریعی رشد کرد. بیولوژیست ها برای نخستین بار در سال 2006 میلادی موفق شدند سلول ها را با کمک "چهار ژن کنترل" به نوعی سلول بنیادی جنینی تبدیل کردند و در سال های بعدی تعداد این ژن ها را کاهش داده و در نهایت ژن ها را به سلول تزریق کرده و مجددا از ژنوم سلول خارج کردند. پژوهشگران هم
اکنون در یک روش نوین، صرفا پروتئین هایی به سلول ها اضافه کردند که سلول ها آنها را هضم کردند.
گردآوری: مرتضی جوادیان- منبع : سایت بازیاب
|