دانشمندان ازسلول های بنیادی برای ایجاد سلول های سیستم عصبی استفاده می کنند.

به گفته ی محققان دانشکده ی پزشکی دانشگاه Stanford،سلول های پوستی موش می توانند مستقیما به سلول هایی تبدیل شوند که به 3قسمت اصلی سیستم عصبی تبدیل می شوند.این یافته دنباله ی یک تحقیق قبلی توسط همان گروه است که نشان می دهد سلول های پوست موش وانسان می توانند مستقیما به سلول های عصبی عملکردی تبدیل شوند.

موفقیت های متعدد در روش تبدیل به صورت مستقیم می تواند این ایده که قدرت چندتوانی (اصطلاحی که توانایی سلول های بنیادی را برای تبدیل شدن به تقریبا هرسلول دربدن توصیف می کند.) برای تبدیل سلول ازیک نوع به سلول دیگر لازم است را ردکند.درکنارهم،نتایج این احتمال را  که تحقیقات سلول های بنیادی جنینی وتکنیک دیگری به نام “چندتوانی القا شده” که می توان با روش مستقیم ترتولید انواع خاصی ازسلول ها برای درمان یا تحقیقات جایگزین کرد،افزایش می دهند.

این مطالعه ی جدید که درتاریخ 30 ژانویه به صورت آنلاین درمجله proceedings of the national academy of science منتشر شده است،پیشرفت قابل توجهی نسبت به مطالعه ی قبلی است زیرا سلول های پوست را (درمقابل نورون ها) به سلول های پیش سازعصبی تبدیل می کند.درحالی که سلول های پیش سازعصبی می توانند به سلول های عصبی متمایزشوند،آن ها همچنین می توانند به دو نوع سلول اصلی دیگردرسیستم عصبی تبدیل می شوند؛ آستروسیت ها و الیگودندروسیت ها.علاوه بر تطبیق پذیری بیشترآن ها،سلول های پیش سازعصبی تازه مشتق شده ،نسبت به نورون ها ازمزایای دیگربرخوردارهستند ؛زیرا آن ها می توانند به تعداد زیادی درآزمایشگاه کشت شوند.یک ویژگی حیاتی برای مفید بودن آن ها در درازمدت ،پیوند یاغربالگری دارو است.

دراین مطالعه، تبدیل ازپوست به سلول های پیش سازعصبی با راندمان بالا درطی یک دوره حدود 3 هفته پس ازاضافه کردن تنها 3 فاکتور رونویسی رخ داد.(درمطالعه ی قبلی،ترکیبی متفاوت از3فاکتور رونویسی برای تولید نورون های بالغ استفاده شد). این یافته حاکی ازآن است که ممکن است روزی تولید سلول های مختلف سیستم عصبی برای پیوند امکان پذیرباشد که کاملا مطابق با یک بیمارانسانی است.

“ما درمورد چشم اندازاستفاده ی بالقوه ی پزشکی این سلول ها هیجان زده هستیم.”MD,Murius Werning،استادیارپاتولوژی وعضو موسسه زیست شناسی سلول های بنیادی پزشکی وبازساختی.”ما نشان دادیم که سلول ها می توانند درمغز موش ادغام شوند وپروتئین مهم ازدست رفته برای هدایت سیگنال الکتریکی را توسط سلول های عصبی تولید کنند.این امرمهم است زیرا مدل موش ما ازبیماری مغزی ژنتیکی انسان تقلید می کند.بااین حال برای تولید سلول های مشابه ازسلول های پوستی انسان وارزیابی ایمنی وکارایی آن ها،باید کاربیشتری انجام شود”.

Werning نویسنده ی ارشد تحقیق وErnest Lujan دانشجوی ارشد واولین نویسنده ی تحقیق است.

درحالی که تحقیقات زیادی به منظورمهار وکنترل قدرت تکثیرچندتوانی سلول های بنیادی جنینی انجام شده است،گرفتن این سلول ها ازرویان (جنین) وسپس کاشتن آن ها دربیمار می تواند دشوار باشد زیرا ازنظرژنتیکی باهم مطابقت ندارند.یک روش جایگزین شامل مفهومی به نام پرتوان القایی است که برای اولین باردرسال 2006 شرح داده شد.دراین روش،فاکتورهای رونویسی به سلول های تخصصی مانند سلول های موجود درپوست اضافه می شوند تاابتدا آن ها را درامتداد جدول زمانی رشد به عقب وبه حالت غیرمتمایزمانند سلول های بنیادی سوق دهند.سپس این سلول های ips تحت شرایط مختلفی رشد داده می شوند تا آن ها راوادار به تخصصی شدن دوباره درانواع مختلف سلول ها کنند.

دانشمندان تصورمی کردند برای یک سلول ضروری است که ابتدا یک حالت پرتوان القا شده ویا برای دانشمندان برای شروع بایک سلول بنیادی جنینی که به طور طبیعی چندتوان است،قبل ازاینکه بتوانند به یک نوع سلول جدید تبدیل شود.بااین حال، تحقیقات آزمایشگاه Werning دراوایل سال 2010نشان داد که ممکن است تبدیل یک نوع سلول بالغ به طورمستقیم به دیگری با استفاده ازفاکتورهای اختصاصی رونویسی،یک فرایند شناخته شده به عنوان دگرتمایزی نام دارد.

Werning وهمکارانش ابتدا سلول های پوست یک موش بالغ را به نورون های عملکردی تبدیل کردند (که به اصطلاح به آن ها سلول های عصبی القا شده یا iN نام دادند) وسپس این کاربرجسته رابا سلول های انسان تکرار کردند.همچنین آن ها درسال 2011نشان دادند که می توانند سلول های کبدی رابه طورمستقیم به سلول هایiN  (عصبی القاشده) تبدیل کنند.

“اثبات دکترWerning  مبنی براینکه فیبروبلاست ها می توانند به سلول های عصبی عملکردی تبدیل شوند،دری را برای بررسی روش های جدید برای بازسازی سلول های عصبی آسیب دیده بااستفاده ازسلول های اطراف منطقه ی آسیب دیده بازمی کند.”MD,Deepak Srivastava،متخصص قلب کودکان که دراین مطالعات نقشی نداشت.”همچنین پیشنهاد می کند که ممکن است ما بتوانیم سلول هارا به سایرانواع سلول ها تبدیل کنیم.”Srivastava مدیرتحقیقات قلب وعروق درموسسات Gladstone دردانشگاه California San Francisco.درسال 2010،Sirvastava فیبروبلاست های قلب موش رابا دگرتمایزی به سلول های عضلانی  قلب تبدیل می کند.

Lujan می گوید”تبدیل مستقیم چندین مزیت دارد.”این امرباکارایی نسبتا بالا اتفاق می افتد وجمعیت نسبتا همگنی ازسلول هاراایجاد می کند.درمقابل،سلول های مشتق شده ازسلول های ips باید به دقت غربالگری شوند تاسلول های باقی مانده ی پرتوان یا سلول هایی که می توانند به سویه های مختلف تمایزپیدا کنند،ازبین بروند.”سلول های پرتوان هنگام پیوند به حیوانات یاانسان می توانند باعث سرطان شوند.”

موفقیت قبلی آزمایشگاه درتبدیل سلول های پوستی به نورون ها،Werning  و Lujan راتشویق کرد تا ببینند آیا این سلول ها می توانند سلول های پیش سازعصبی متنوع ترویا NPC هاراتولید کنند.برای انجام این کار،آن هاسلول های جننینی پوست موش راکه اصولا از رده سلول آزمایشگاهی است، با ویروسی که 11فاکتوررونویسی که درسطوح بالاتر درNPC بیان می شوند راکد می کند،آلوده می کنند.کمی بیشتراز3هفته بعد آن هامشاهده کردند که حدود10درصد سلول ها شروع به ظاهرشدن ورفتارکردن به مانند NPC کرده اند.

آزمایش های مکرربه آن هااجازه داد تا از11فاکتوررونویسی فقط در3عامل اصلی:SOK2،Brn2 وFoxG1 استفاده کنند.(درمقابل،تبدیل مستقیم سلول های پوستی به نورون های عملکردی نیازمند فاکتورهای رونویسی Asd1،Brn2،Myt1l نیازدارد).سلول های پوستی که این 3فاکتور رونویسی رابیان می کنند،به سلول های پیش سازعصبی تبدیل شدند که قادراند نه تنها به نورون ها وآستروسیت ها بلکه به الیگودندروسیت ها تبدیل شوند که این الیگودندروسیت ها تبدیل شوند که این الیگودندروسیت ها میلین رابرای عایق بندی رشته های عصبی می سازد وبه آن ها امکان انتقال سیگنال می دهد.دانشمندان جمعیت تازه تبدیل شده را سلول های پیش سازعصبی القا شده یا iNPCها نامیدند.علاوه برتائید اینکه آستروسیت ها،نورون ها والگودندروسیت ها ژن های مناسب رابیان می کنند وآن هازمانی که درآزمایشگاه رشد می کردند،ازنظرشکل وعملکرد مشابه هماتاهای مشتق شده ی خود بودند،محققان می خواستند بدانند که NPC ها چگونه هنگام پیوند به یک حیوان واکنش دادند.آن هارابه مغزموش ها آزمایشگاهی نوزاد تزریق کردند تا توانایی تولید نورون های میلین دار را نداشته باشند.پس از10هفته، Lujan متوجه شد که سلول ها به الیگودندروسیت هامتمایزشده اند وشروع به پوشش نورون های حیوانات بامیلین کرده اند.

Lujan می گوید”این سلول ها نه تنها درآزمایشگاه عملکردی به نظرمی رسند بلکه به نظر می رسد می توانند به طورمناسب دریک مدل حیوانی in vivo ادغام شوند.”

دانشمندان اکنون درتلاش اند تاکاربا سلول های پوستی ازموش بالغ وانسان راتکرار کنند اما Lujan تاکید کرد که قبل ازآزمایش های پیوند روی انسان،به تحقیقات بیشتری نیازاست.درعین حال،توانایی تولید سریع وکارآمد سلول های پیش سازعصبی که می توانند درآزمایشگاه به مقدارانبوه رشد کرده وباگذشت زمان حفظ شوند،درمطالعات بیماری ها وهدف های دارویی ارزشمند خواهد بود.

Werning می گوید”علاوه برکاربرد درمانی مستقیم،این سلول ها ممکن است برای مطالعه ی بیماری های انسانی دریک آزمایشگاه ویاحتی پس ازپیوند به مغزیک جونده مفید باشند.”

علاوه برWerning وLujan  دیگرمحققان Stanford عبارتندازSoham Chanda،Henric Alenius واستاد فیزیولوژی مولکولی وسلولی Tumas Sadhof MD.

این تحقیق توسط موسسه ی پزشکی بازساختی California،بنیاد سلول های بنیادی نیویورک،بنیاد پزشکی Ellison،بنیاد Stinehart Read  وموسسه ی ملی بهداشت پشتیبانی شد.

http://www.stem-cells-news.com