کمک به بازسازی سلول های خونی پس از رادیوتراپی

درمان بیمارهایی که سرطان خون دارند مثل لوسمی و لنفوم اغلب به وسیله پرتودرمانی  مغز استخوان  صورت می گیرد در این روش سلول های بیمار تخریب می شوند . پس از درمان، بدن بیماران نسبت به عفونت و فرسودگی سلولی، آسیب پذیر است تا زمانی که سلول های خونی جدید بازسازی شوند. محققان دانشگاه MIT راه جدیدی برای احیا ی سریع تر سلول های خونی ابداع کردند . در این روش آن ها گروه خاصی از سلول های بنیادی را به واسطه ترشح فاکتور های رشد برانگیخته کردند که این روش باعث سرعت یافتن پدیده تمایز سلول های اولیه و تولید سلول های بالغ خونی می شود .

 

محققان با استفاده از تکنیکی به نام ,Mechanopriming سلول های بنیادی مزانشیمی (MSCs) را روی سطحی که خواص فیزیکی مشابهی با مغز استخوان دارد ، کشت دادند . این تکنیک ، باعث القای سلول ها و تولید فاکتور های خاص شده و به تمایز پروژنیتور خونی (HSPCs) به سلول های خون مانند گلبول قرمز پلاکت و غیره منجر می شود.

 

Krystyn Van Vliet استاد مهندسی زیست شناسی و نویسنده ارشد این تحقیق بیان کرد :” شما می توانید این فرایند را مانند فرایند پرورش گیاه تصور کنید . سلول های MSCs درون خاک قرار گرفته می شوند و گسترش میابند . سپس سلول های پروژنیتور شروع به تکثیر کرده و به سلول ها ی خونی که به آن ها ها نیاز مندیم ، تمایز می یابند .» در ماه اکتبر24 issue of Stem Cell Research and Therapy به چاپ رسیده است. “

تحقیق بر روی موش ها نشان می دهد ؛ که اگر MSCsبه طور خاص در حیوانات کشت داده شود ترمیم سریع تری از پرتودرمانی مغز استخوان صورت می گیرد . سلول های MSC ای که در سراسر بدن ساخته می شوند ، می توانند به بافت های مختلفی مثل استخوان ، غضروف ، ماهیچه و چربی تمایز یابند . هم چنین این سلول ها پروتیین هایی ترشح می کنند که به تمایز سایر سلول های بنیادی نیز کمک می کنند .

بیمار مبتلا به سرطان معمولا طی پیوند سلول بنیادی، تنها سلول های HPSC را دریافت می کند چرا که این نوع از سلول ها می توانند به سلول های خونی تبدیل شوند. قبل تر اشاره شد که تیم دکتر Van Vliet، هنگامی که سلولهای MSC را به موش ها دادند، سرعت بهبودی افزایش یافت. در حالی که تنها حدود ۲۰ درصد از سلول های MSC فاکتور های مورد نیاز برای تحریک سلول های خونی و ترمیم مغز استخوان را تولید کردند.

در کشت مدرن  MSC   به هتروژنوسی که  فاکتور های گوناگونی را تولید می کند،تبدیل شد.

در تحقیق اخیر، دکتر Van Vlie و همکارانش نشان دادند که می توان با یک دستگاه خاص میکروفلوئیدی سلول های MSC را به صورتی طبقه بندی کرد که در آن ۲۰ درصد از سلول های MSC که رشد سول های خونی را ارتقا می دهند ، شناسایی کرد . او و دانشجویانش به دنبال راهی برای تحریک تمام جمعیت سلول های MSC به منظور تولید فاکتور های لازم برای تمایز به سلول های خونی هستند.

برای انجام آن ابتدا باید دریابند، مهم ترین فاکتور رشد کدام است. آن ها متوجه شدند فاکتور های زیادی در فرایند تمایز به سلول های خونی نقش داردند . بقای بهتر موش های درمان یافته با سلول های MSC ،وابستگی زیادی به یک پروتیین ترشحی به نام Osteoprontin دارد .

محققان پس از بررسی  بیشتر Mechanopriming بر روی سلول ها توانستند فاکتور های ضروری بیشتری تولید کنند . پس از گذشت یک دهه، دکتر  Van Vliet و سایر محققان دریافتند که تغییر خواص فیزیکی سطوحی که سلول های بنیادی در ان رشد می کنند ، می تواند در فرایند تمایز به انواع سلول ها تاثیر گذار باشد . با این حال این تحقیق برای اولین بار نشان داد ، خواص فیزیکی یکی از عوامل اثرگذار بر فاکتورهایی است که سلول های بنیادی قبل از تمایز به انواع سلول های بافتی آنها را ترشح می کنند .

محققان دریافتند سلول های MSC روی محیطی که خصوصیات فیزیکی مشابه با مغز استخوان داشته باشد، بیشترین فاکتور های لازم برای تمایز HPSPC به سلول های خونی را طی فرایند رشد تولید می کنند.

بهبودی بهتر

محققان کشت خاصی را با پیوند MSC به موش هایی که مغز استخوان هایشان پرتودیده بود، آزمایش کردند.  حتی اگر HSPC پیوند داده نشود، این روش درمانی سریع تر از روش درمانی کشت MSC بر سطح شیشه ای است. همچنین زمان بهبودی کوتاه تر از روشی بود که در آن جانور با فاکتورهای تولید شده MSC(انتخاب شده با دستگاه میکروفلویید) درمان می شد .

سرپرست مولفان دکتر Frances Liu  بیان می کند :” تحقیقات رادیو تراپی که برای از بین بردن سلول های سرطانی بود در موش مدلسازی شد . رادیوتراپی، درمانی بسیار مخرب است که طی این درمان سلول های سالم نیز از بین می روند. ما با کشت سلول های MSC بر سطح مشابه مغز استخوان  در موش می توانیم سلول های مغز استخوان را سریع تر احیا کنیم و امیدواریم این نتیجه را در انسان نیز بدست اوریم .”

 

اکنون در آزمایشگاه دکترVan Vliet این روش درمانی بر روی حیوانات گوناگون برسی می شود و امیدوارند این درمان بر روی انسان نیز اجرا شود.

دکتر Van Vliet می گوید :” شما با کاهش سلول های خونی نمی توانید مدت زیادی زندگی کنید . اگر بتوانید تعداد سلول های خونی را در سطح نرمال حساب کنید ، می توانید پیش بینی های بهتری درباره زمان بهبودی داشته باشید .”

محققان امیدوارند با روش خاص کشت سلول های MSC (mechanopriming) تولید فاکتور های متفاوت در سلول هایMSC را گسترش داده باعث تولید سلول های مختلف شده که برای  درمان سایر بیماری ها از آنها استفاده می کنند.

دکتر Van Vliet میگوید :”می توانید تصور کنید با تغییرخصوصیات مکانیکی محیط کشت، میتوان از MSC  برای درمان بیماری های دیگر استفاده کرد .”