به طور کلی، در ژن درمانی برای درمان بیماری، محتویات کدهای ژنتیکی در افراد حذف یا تغییر داده می شوند. ماده ژنتیکی منتقل شده، نحوه تولید پروتئین های تکی وگروهی توسط سلول را تغییر می دهد. ژن درمانی می تواند به کمک تولید پروتئین، افزایش تولید پروتئین هایی که به مبارزه با بیماری های می پردازند یا تولید پروتئین های تازه و اصلاح شده، به کاهش بیماری ها کمک کند. در این مقاله از بخش پزشکی دکترسلام راجع به انواع مختلف سلول درمانی صحبت خواهیم کرد و بیماری های قابل درمان با این روش را معرفی می کنیم.
سلول درمانی چیست؟
سلول درمانی به معنی انتقال کامل سلول های زنده به بدن بیمار می باشد که این کار به کاهش یا درمان بیماری کمک خواهد کرد. سلول ها ممکن است که از بیمار ( سلول های اتولوگ) یا دهنده سلول (سلول های آنالوگ) منتقل شوند. سلول هایی که در سلول درمانی مورد استفاده قرار می گیرند ممکن است طبق توانایی تبدیل به انواع سلول ها، در دسته بندی هایی قرار گیرند.
بیشتر بدانید: دلایل اهمیت ذخیره خون بند ناف نوزاد چیست؟ + فواید و هزینه ها
سلول های پرتوان می توانند به هر نوع سلول در بدن تبدیل شوند و سلول های چند توان می تواند به دیگر انواع سلول تبدیل شوند اما توانایی آن ها نسبت به سلول های پرتوان محدودتر خواهد بود. سلول های اولیه از نوع ثابت می باشند. نوع سلول های توزیع شدن به درمان بستگی دارند.
آیا FAD ژن یا سلول درمانی را در درمانگاه ها در دسترس قرار داده است؟
بله، در سال 2019 FAD زولگنسما را برای درمان آتروفی عضلانی نخاعی کودکان زیر دو سال تایید کرد. نخستین ژن درمانی برای استفاده درمانگاه ها در آمریکا در دسامبر 2017 توسط FAD تایید شد. لاکسترنا یک ژن درمانی یک مرحله ای است که برای بهبود دید بیمار مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع درمان برای بهبود بیمارهای لبر آموروزیس مادرزادی یا رتینیت پیگمانتر که هر دو از بیماری های ارثی چشم می باشد، مورد استفاده قرار می گیرد.
در آگست 2017، FAD استفاده از کیمریا ( نوارتیس) را برای درمان نمونه های خاص لوسمی لنفوبلاستیک حاد سلول B تایید کرد. این آنتی ژن گیرنده سلول های T سیستم ایمنی بیمار را به گونه ای اصلاح می کنند که این سلول ها به صورت تهاجمی به سلول های لوسمی حمله کنند. متخصصانی که در درمانگاه ها مشغول به کار می باشند این روش را برای بیماران بزرگ سال و آنانی که به سرطان مبتلا هستند به کار می برند.
پیش بینی می شود که اطلاعات بیشتر در سال های آینده به اطلاع عموم برسد. یسکارتا ( کیت فارما اینک/ گیلد) اولین CAR T سلول درمانی تاییده شده توسط FAD برای استفاده در بیماران بزرگسال در اکتر 2017 می باشد. داروها به جایگزینی یا ساخت سلول بزرگ B لنفوما و برای CAR T سلول درمانی در افراد بالغ مورد استفاده قرار می گیرند.
CAR T سلول درمانی چیست؟
CAR T سلول درمانی یا سلول T کایمریک گیرنده آنتی ژن، نوعی درمان برای اصلاح سلول های T سیستم ایمنی بدن می باشند که گیرنده را در سطح خود در معرض ساختار آنتی ژن ها قرار می دهند تا سلول های بدخیم را تشخیص دهند. به محض این که گیرنده با یک آنتی ژن تومور اتصال برقرار کرد، سلول T به طور همزمان به سلول های بدخیم حمله خواهد کرد.
تفاوت بین ژن درمانی و سلول درمانی در چیست؟
در ژن درمانی معمولا از طریق حامل، انتقال مواد ژنتیکی صورت می گیرد و این ژن ها را به سلول های مناسب در بدن منتقل می کنند در حالی که در سلول درمانی سلول ها را با عمل مناسب به بدن بیمار منتقل می کنند.
برخی از روش های درمانی استفاده از هر دو روش را توصیه می کنند. در این مورد، سلول های بنیادی بیمار را ایزوله می کنند و از نظر ژنتیکی در محیطی از بافت که در معرض ژن های جدید می باشد آن را اصلاح می کنند، در مرحله بعد آن را به تعداد مورد نیاز می رسانند و سپس آن ها را دوباره به بدن بیمار منتقل می کنند.
آیا ژن درمانی انواع مختلفی دارد؟
بله! تاکنون 1000 نوع مختلف از ژن درمانی معرفی شده است. افزون بر این، البته هر ژنی در ژنوم انسان ها می تواند به عنوان هدف قرار بگیرد بنابراین پتانسیل روش های درمانی جدید بیشتر خواهد بود. 5 استراتژی درمانی در ادامه این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. در حال حاضر، این تکنیک ها برای هدف قرار دادن گونه های خاصی از سلول ها مورد استفاه قرار می گیرند.
افزون ژن
در این روش نسخه های جدیدی از ژن در سلول هدف قرار داده می شود تا از این طریق پروتئین بیشتری تولید کنند. غالبا، از ویروس های اصلاح شده از جمله ویروس آدنو برای انتقال ژن به درون سلول استفاده می شود. درمان هایی که بر اساس افزودن ژن کار می کنند، برای درمان بیمار های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند و امروزه توسعه زیادی پیدا کرده اند از جمله بیماری نقص ایمنی شدید و ترکیب آدنوزین دامیناز، نابینایی مادرزادی، هموفیلی، لبر آموریزیس مادرزادی، ذخیره سازی لیزوزوم، گرانولوماتوز مزمن و دیگر بیماری ها.
اصلاح ژن
در این روش بخشی از ژن با استفاده از تکنولوژی ویرایشی ژن که اخیرا توسعه یافته است اصلاح می گردد. با این کار عناصر اشتباه یا تکراری ژن را از بین می برند یا بخشی از ناحیه ناکارآمد و تخریب شده DNA را جایگزین می کنند. هدف از اصلاح ژن تولید پروتئینی است که در حالت عادی عمل می کند و به ایجاد بیماری کمک نخواهد کرد.
استفاده از روش اصلاح ژن در درمان بیماری های بسیاری می تواند مورد استفاده قرار بگیرد. در آزمایش های اخیر از تکنولوژی ویرایشی برای استخراج ژنوم اچ آی وی موش های مبتلا شده به این بیماری در آزمایشگاه و خارج کردن ناحیه آسیب دیده بیماری هانگتینتون در ژن انسانی استفاده شده است.
خاموشی ژن
خاموشی ژن از تولید پروتئین خاصی توسط پیام رسان RNA) mRNA یک متقاضی دریافت پروتئین از ژن می باشد) جلوگیری می کند به همین دلیل هیچ پروتئینی تولید نخواهد شد. mRNA در سلول های حیوانی و انسانی به صورت تک رشته ای وجود دارد در حالی که در RNA ویروس ها به صورت دو رشته ای است. سلول های حیوانی و انسانی RNA دو رشته ای را به عنوان ویروس شناسایی می کنند و آن را تخریب خواهند کرد تا از انتشار آن جلوگیری کنند.
خاموشی ژن از توالی های کوچک RNA برای اتصال توالی های منحصر به فرد در mRNA هدف استفاده می کند و آن را تبدیل به دو رشته خواهد کرد. از این طریق می توان توسط سلول ها mRNA موجود در RNA ویروس ها را نابود کرد در واقع از سلول ها به عنوان یک ماشین می توان استفاده کرد. خاموشی ژن، یک ژن درمانی مناسب برای درمان بیماری هایی است که به مقدار زیادی پروتئین تولید می کنند.
به عنوان مثال، مقدار زیاد فاکتور نکروز تومور آلفا، غالبا در مفاصل بیماران مبتلا به روماتیسم مفصلی مشاهده خواهند شد. چون از فاکتور نکروز تومور آلفا در دیگر نقاط بدن به میزان کمی استفاده می شود، خاموشی ژن تنها سطح فاکتور نکروز تومور آلفا را در نقاط و بافت های آسیب دیده کاهش خواهد داد.
برنامه نویسی
برنامه نویسی شامل افزودن یک یا دو ژن به سلول های نوع خاصی می باشد که در آن ژن ها تغییرات ویژه ای ایجاد خواهد کرد. این تکنیک به ویژه در بافت هایی که سلول های متنوعی در آن ها یافت می شوند بسیار قدرتمند عمل می کند و بیماری توسط عدم عملکرد صحیح یک نوع از این سلول ها ایجاد می شود. به عنوان مثال، دیابت نوع اول زمانی اتفاق می افتد که بسیاری از سلول های پانکراس تولید کننده انسولین از بین رفته اند.
از طرفی دیگر، سلول های پانکراس که آنزیم هایی برای هضم تولید می کنند، دچار آسیب نشده اند. برنامه نویسی مجدد این سلول ها می تواند به تولید انسولین مورد نیاز برای درمان دیابت نوع اول در بیماران کمک کننده باشد.
محدودیت سلولی
محدودیت سلولی راهکاری است که معمولا برای تخریب سلول های بدخیم سرطانی مورد استفاده قرار می گیرد اما می توان از آن به عنوان عاملی برای جلوگیری از رشد زیاد از حد سلول های غیر سرطانی نیز استفاده کرد. سلول ها می توانند به کمک ژن های خودکشی کننده محدود شوند. این ژن ها را می توان درون تومورهای سلولی قرار داد و آن ها اقدام به تولید محصولی می کنند که موجب مرگ سلول ها می گردد.
ویروس ها را می توان به گونه ای توسط مهندسی ژنتیک تغییر داد که به سلول های تومور وابستگی داشته باشند. ویروس های اونکوتروپیک می توانند ژن های درمانی را برای افزایش سمیت در سلول های تومور وارد کنند، به طور همزمان سیستم ایمنی به تومور حمله خواهد کرد یا رشد رگ های خونی که مواد مغذی را به تومور انتقال می دهند محدود خواهد کرد.
آیا سلول درمانی دارای انواع مختلفی است؟
بله! تا کنون بیش از 8000 هزار روش سلول درمانی وجود دارد که برای درمان بیماری های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. رایج ترین نوع سلول درمانی انتقال خون و انتقال سلول های قرمز خون، سلول های سفید خون و پلاکت ها دهنده می باشند. دیگر نوع رایج سلول درمانی پیوند سلول های بنیادی خون ساز برای ایجاد مغز استخوان که برای 40 سال است مورد استفاده قرار می گیرد.
همانند ژن درمانی، سلول درمانی نیز می تواند دسته بندی های مختلفی داشته باشد. در ادامه انواع مختلف سلول که برای سلول درمانی مورد استفاده قرار می گیرند بر اساس قدرت شان دسته بندی شده اند. چهار نوع سلول بنیادی پرتوان و چهار نوع سلول بنیادی چند توان از بافت های بیماران بالغ به دست آمده است که در ادامه شرح داده خواهند شد.
سلول های بنیادی جنینی
این نوع سلول ها، سلول های بنیادی پرتوان می باشند که از جنین به دست می آیند. به طور کلی، جنین ها از سلول های بنیادی ایزوله که توسط لقاح آزمایشگاهی تولید می شوند، برای تولید دوباره استفاده می کنند. از آن جا که سلول های بنیادی جنینی پرتوان هستند، توانایی بازسازی خود را دارند و هر سلولی را در بدن می سازند.
سلول های بنیادی جنینی به دلیل پرتوان بودن از جنبه های مختلفی مزایایی دارند اما استفاده از جنین ها در توسعه استراتژی درمانی برخی نگرانی ها ایجاد می کند. افزون بر این، سلول های بنیادی که توسط جنین ها تولید می شوند به لحاظ ژنتیکی به سلول های بیمار مطابقت ندارند که این می تواند باعث عدم پذیرش این سلول ها توسط سیستم ایمنی بدن بیمار گردد.
سلول های بنیادی پرتوان القایی
سلول های تمایز یافته بزرگسالان از جمله سلول پوستی، بازنویسی می شوند تا به حالت پرتوان برگردند. این سلول ها مزایای پرتوانی را به ارمغان خواهند آورد اما دیگر از نگرانی که در سلول های بنیادی جنینی وجود داشت، خبری نخواهد بود. سلول های بنیادی پرتوان القایی ممکن است که از خود بیمار گرفته شود پس، از مشکل عدم پذیرش سیستم ایمنی جلوگیری خواهد شد. سلول های بنیادی پرتوان القایی توسط سلول فرد بالغ از طریق کوکتل ژن و به وسیله حامل ویروس انتقال دهنده، تولید می گردد.
در حالی که بازدهی این فرآیند به خوبی از ابتدا افزایش داشته است، اما نرخ نسبتا پایین آن همچنان یک نگرانی محسوب می گردد. دیگر نگرانی این است که سلول های بنیادی پرتوان القایی از سلول یک فرد بالغ تهیه می شوند و این سلول ها مسن تر از سلول های بنیادی جنین هستند و برنامه نویسی انجام شده به گونه ای است که نرخ مرگ سلول ها بالا است در نتیجه نرخ کمی از DNA تخریب شده تعمیر می گردد و در پی آن افزایش نقطه جهش مشاهده خواهد شد.
سلول های بنیادی جنینی انتقال هسته
این سلول های پرتوان توسط انتقال هسته از سلول افراد بالغ به تخمک سلول بیمار به عنوان یک دریافت کننده، تولید می شوند. فرآیندی وجود دارد که هنگام انتقال، هسته برنامه نویسی شده سلول تخمک را به سلول پرتوان تبدیل می کند. همانند سلول های بنیادی پرتوان القایی، سلول های منتقل کننده ژنوم هسته ای با سلول های بیمار همخوانی دارند و توسط بدن او رد نخواهد شد.
با این حال، بزرگترین مزیت این روش این است که در این روش هسته DNA بیمار از طریق میتوکندری دهنده، منتقل می شود و این کار موجب مناسب کردن این روش برای افرادی است که از اختلال یا تخریب میتوکندری رنج می برند. نقطه ضعف این روش این است که فرآیند تولید کمی پیچیده است و نیاز به تخمک دهنده دارد. رونویسی سلول بنیادی و استفاده از این روش تنها در پستانداران مشاهده شده است.
سلول بنیادی جنینی پارتنوژنتیک
آخرین گزینه برای به دست آوردن سلول های پرتوان استفاده از تخمک های نابود نشده است. در این جا تخمک به کمک مواد شیمیایی درمان می شود و از این طریق تولید جنین، بدون افزودن اسپرم ایجاد خواهد شد (پارتنوژنتیک) و سلول های بنیادی جنینی از جنین رشد کرده گرفته می شوند.
این روش، سلول های بنیادی جنینی را تولید می کند که از لحاظ ژنتیکی درست همانند جنین تولید شده در بدن زنان می باشد. با این حال، این روش در مراحل ابتدایی خود قرار دارد و هنوز به طور کامل مشخص نیست که این سلول ها و بافت ها که از پارتنوژنتیک جدا شده اند به صورت عادی رشد خواهند کرد.
سلول های بنیادی خونساز
سلول های بنیادی خونساز، سلول های بنیادی خونی متعددی می باشند که به تمام انواع سلول های خونی قابل تبدیل شدن می باشند. سلول های بنیادی خونساز را می توان در تراکم استخوان فرد بالغ، خون محیطی و خون موجود در بند ناف یافت.
سلول های بنیادی مزانشیمی
این سلول ها از نوع سلول های چند تایی می باشند که در بافت ها از جمله بند ناف، مغز استخوان و بافت چربی یافت می شوند. سلول بنیادی میزانشیمی موجب افزایش استخوان، غضروف، ماهیچه و سلول چربی می گردد که این کار موجب بهبود بافت چربی مغز استخوان می گردد.
سلول بنیادی عصبی
سلول های عصبی بزرگسالان در نواحی خاصی در مغز پستانداران و به تعداد کمی وجود دارند. این سلول ها چند تایی سلول های عصبی و حمایت کننده مغز را پر خواهند کرد. با این حال، نمی توان سلول های بنیادی عصبی بزرگسالان را از فرد بیمار گرفت زیرا این سلول ها در مغز او قرار گرفته اند. بنابراین، سلول بنیادی عصبی از سلول درمانی برای بدست آوردن سلول بنیادی جنینی و سلول بنیادی پرتوان القایی استفاده می کنند.
سلول های بنیادی اپیتلیال
سلول های اپیتلیال سلول هایی هستند که تشکیل دهنده سطوح و پوشش های بدن از جمله پوست و روکش دستگاه گوارش می باشند. سلول های بنیادی اپیتلیال متعددی را می توان در نواحی سلول های بنیادی تک قطبی که تنها در یک نوع سلول از هم متمایز می باشند، یافت. سلول بنیادی اپیتلیال به طور موفقیت آمیزی در تولید قرنیه چشم مورد استفاده قرار گرفته است.
سلول ایمنی درمانی
سلول هایی که به صورت متناوب در بدن تولید می شوند از جمله سلول های ایمنی، سلول های خون و پوست در بدن وظیفه ایمنی بدن را به عهده دارند. این سلول ها می توانند از بدن خارج شوند، از جمعیت سلولی جدا شوند، تحت اصلاحات قرار بگیرند، تعداد آن را افزایش دهند سپس وارد بدن بیمار گردند.
سلول درمانی که اخیرا مورد استفاده قرار می گیرد شامل انتقال سلول های باز تولید شده لینفوسیت می باشد که به صورت ژنتیکی اصلاح شده اند تا از این طریق تمایل آن ها به از بین بردن سلول های بیماری زا توسط سیستم ایمنی بدن را، افزایش دهند.
آیا حامل های ویروسی می توانند عامل ایجاد بیماری باشند؟
حامل های ویروسی و ویروس های آنکلولیتیک به گونه ای طراحی شده اند که خطر عوارض جانبی را کاهش می دهند و هر حامل ویروسی به صورت منظم در سلول های حیوانی قبل از ورود به بدن انسان ها مورد آزمایش قرار می گیرند. حامل های ویروسی مورد استفاده در انسان ها طبق دستورالعمل های بسیار دقیق و مطمئن تولید می شوند. با این حال، هر دارویی خطرات خود را دارد. بنابراین، بسیار مهم است که بیماران درمورد خطرات احتمالی هر روش درمانی جدید اطلاعات لازم و کافی را از پزشک خود دریافت کنند.
سلول بنیادی چیست و از کجا تهیه می شود؟
سلول های بنیادی سلول هایی می باشند که می توانند خود را بازسازی کنند و حداقل می توانند تبدیل به یک گونه خاص و بالغ سلولی شوند. سلول های بنیادی را می توان از هر کدام از بافت های بدن جدا کرد. سلول های بنیادی جنینی از توده درونی بلاستوسیت که در مراحل اولیه جنین قرار دارد جدا می شود. سلول بنیادی بند ناف که غالبا سلول بنیادی خونی بند ناف نامیده می شود از بند ناف هنگام تولد کودک جدا می گردد.
سلول های بنیادی بزرگسالان را می توان از هر نوع بافتی که در بدن او وجود دارد جدا کرد. سهولت انجام این کار به میزان در دسترس بودن این بافت ها، شیوع سلول های بنیادی در بافت، سن بیمار، وجود نشانگرهای که به شناسایی سلول های بنیادی کمک می کنند و دستور العمل هایی که برای جداسازی سلول های بنیادی مورد استفاده قرار می گیرند، بستگی دارد. با استفاده از فاکتورهای رونویسی می توان سلول بزرگسالان را به سلول بنیادی تبدیل کرد، این سلول ها به سلول های بنیادی پرتوان القایی مربوط می شوند.
مسئله سازگاری دهنده – گیرنده
سلول های بنیادی که برای سلول درمانی استفاده می شوند ممکن است که از خود بیمار تهیه شود. آن ها به عنوان اتولوگ معرفی می شوند و سلول های درمانی ممکن است که به خوبی با بدن بیمار سازگاری پیدا کنند. سلول های اتولوگ را می توان زمانی که سلول های بنیادی پرتوان یا سلول های بنیادی پرتوان القایی ضروری هستند مورد استفاده قرار بگیرند.
ضعف این روش این است که مدت زمان لازم برای درمان، در مقایسه با آماده سازی سلول های درمانی از بانک سلول ها بیشتر می باشد. به سلول های بنیادی درمانی که از فردی غیر از بیمار تهیه می شود، آلوژنیک می گویند. استفاده از این سلول های بنیادی می تواند مشکلات سازگاری سیستم ایمنی ایجاد کند. سلول های اهدا شده به بدن بیمار ممکن است که به عنوان یک عامل خارجی تلقی شوند در نتیجه سیستم ایمنی بدن بیمار شروع به تخریب آن ها خواهد کرد.
در پی این اتفاق عدم پذیرش پیوند توسط بدن بیمار رخ خواهد داد. به عنوان مثال در پیوند مغز و استخوان، گیرنده های بیمار باید درمان حمایتی سیستم ایمنی دریافت کنند تا از عدم پذیرش پیوند توسط بدن بیمار جلوگیری شود.
درمورد استفاده از سلول های بنیادی پرتوان القایی آلوژنتیک، محققان برای حل این مشکل در حال تهیه بانک سلولی طبق تغییرات سیستم ایمنی بدن و سازگار با بدن بیمار می باشند. این یک اقدام بزرگ است که از طریق مشارکت ملی و هماهنگی متحدان بین المللی برای درمان سلول بنیادی پرتوان القایی اتفاق افتاده است. اینسرم شرکت تولید کننده این پروژه می باشد. در مورد سلول های بنیادی جنینی، مشکل سازگاری دهنده های محیط کاهش خواهد یافت.
به نظر می رسد که این سلول ها دارای ایمنی بسیار ضعیفی هستند که تنها استفاده از آن ها در گذشته برای درمان موقت سیستم ایمنی بدن بود. با وجود این، این نکته بسیار مهم در حال بررسی و مطالعه می باشد. اگر ایمنی این سلول ها بیش از حد انتظار باشد و نیاز به مدت زمان طولانی برای درمان سیستم ایمنی باشد، می توان مزایای این روش در موقعیت های کمتر جدی مورد سوال واقع شود.
سلول های بنیادی میزانشیمی به طور گسترده در آزمایش های امروزه مورد استفاده قرار می گیرند و بسیار ضعیف گیرنده های HLA را نشان می دهد علاوه بر این، فاکتورهای سیستم ایمنی را ترشح می کنند که این خود موجب محدود کردن واکنش سیستم ایمنی در برابر پیوند خواهد شد. بنابراین هنگام استفاده از سلول های بنیادی مزانشیمی آلوژنیک هیچ نیازی به روش سیستم ایمنی اگزوزنوس نمی باشد. با این حال، قبل از کاشت، محققان مطمئن خواهند شد که گیرنده های بیمار هیچ گونه آنتی بادی یا پادتن در برابر سیستم HLA از خود ترشح نمی کنند.
نکات ایمنی در مورد درمان های غیر قابل اطمینان سلول های بنیادی
تمام روش های درمانی پزشکی هم دارای مزیت می باشند و هم دارای نقطه ضعف. اما استفاده از درمان غیر قابل اطمینان سلول های بنیادی به طور ویژه نا ایمن است. به عنوان مثال، شرکت کنندگان در یک کارگاه عمومی FAD در سال 2016 درمورد عوارض ناشی از این روش بحث کردند. یک بیمار بینایی خود را به دلیل تزریق سلول بنیادی در چشم از دست داد. در بیمار دیگری تزریق در نخاع موجب رشد تومور در این ناحیه شد.
دیگر نگرانی ها در مورد استفاده از این روش درمانی:
- واکنش نسبت به محل درمان
- قابلیت حرکت در سلول ها و رفتن به مکانی نامناسب و تکثیر شدن در آن ناحیه.
- عدم کارایی به گونه ای که از آن ها انتظار می رود
- رشد تومور
توجه:
حتی اگر سلول های بنیادی از سلول های خود بیمار تهیه شده باشد، باز هم خطراتی وجود دارد از جمله همانند خطراتی که در بالا به آن ها اشاره شد. علاوه بر این، اگر سلول ها بعد از خارج شدن دستکاری شوند باز هم خطر آلودگی در آن ها وجود خواهد داشت.
آیا تا کنون از سلول های بنیادی برای درمان بیماری ها استفاده شده است؟
بله، پزشکان سلول های بنیادی را پیوند می زنند و شناخته ترین نوع پیوند، مغز و استخوان می باشد. در پیوند سلول های بنیادی، این سلول ها توسط شیمی درمانی جایگزین سلول های آسیب دیده می شوند گاهی از این سلول ها برای کمک به سیستم ایمنی برای مبارزه با بیماری های حاد از جمله سرطان یا بیماری های خونی مانند سرطان خون، لنفوسیت، نوروبلاستوما و میلوما استفاده می شود.
در این پیوند ها از سلول ها بنیادی بزرگسالان یا سلول خونی بند ناف استفاده می کنند. محققان سلول های بنیادی بزرگسالان را مورد آزمایش قرار می دهند تا به کمک آن ها دیگر مشکلات را حل کنند از جمله تعدادی از بیماری های نارسایی مانند نارسایی قلب.
بیشتر بدانید: تقویت میتوکندری و ۱۰ راه برای تقویت قدرت سلولی
چالش های درمان با استفاده از ژن درمانی یا سلول درمانی که با آن ها روبرو خواهید شد
چالش های ژن درمانی و سلول درمانی را می توان در سه گروه تقسیم بندی کرد و اساس این دسته بندی بیماری، پیشروی درمان و هزینه می باشد.
چالش های مبنی بر ویژگی های بیماری
علائم بیشتر بیماری های ژنتیکی از جمله هموفیلی، فابری، فیبروز کیستیک، دیستروفی عضلانی، هانتینگتون و بیماری های ذخیره سازی لیزوزوم به دلیل جهش در ژن های واحد رخ می دهند. دیگر بیماری های ارثی مانند پارکینسون، آلزایمر، سرطان و دیستونی ممکن است به دلیل جهش در ژن های متفاوت و عوامل محیطی ایجاد شوند. توجه داشته باشید که ژن های مستعد و جهش یافته زیادی وجود دارند که هنوز کشف نشده اند.
پیوند ژن به ژن های از بین رفته یکی از ساده ترین راه های درمان می باشد. با این وجود، حتی ممکن است که ژن درمانی نتواند علائم بیماری در بیمار را کاهش دهد. بیماری هایی مشابهی به دلیل جهش های مختلف و یا حتی جهش های مشابه که ایجاد بیماری هایی مختلف با درجه وخامت متفاوت می کنند. متخصصین معمولا قبل از شروع درمان بیماران خود را مورد آزمایش قرار می دهند تا نوع جهش را مشخص کنند.
جهش ژن ممکن است که علائم بیماری را در بیش از یک نوع سلول ایجاد کند. به عنوان مثال فیبروز کیستیک بر روی سلول های ریه و دستگاه گوارش تاثیر می گذارد بنابراین، ممکن است برای این که نتیجه مطلوب تری بگیرید نیاز باشد علاوه بر بافت های آسیب دیده، در دیگر بافت ها نیز پیوند ژن انجام شود. از طرف دیگر، سلول درمانی می تواند از سلول های بنیادی که توانایی تبدیل شدن به سلول های متفاوت دارند، استفاده کند تا بتوانند جایگزین سلول های معیوب شوند.
به عنوان مثال در بیماری مانند دیستروفی عضلانی تعداد زیادی سلول باید تحت درمان قرار بگیرند تا علائم بیماری در فرد بهبود یابد. برخی از بیماری ها مانند سرطان، به دلیل ایجاد جهش در ژن ها ایجاد خواهند شد. اگرچه، انواع مختلف سرطان جهش های رایجی دارند، اما هر توموری که مخصوص به یک نوع سرطان است جهش مربوط به آن نوع را دارد و با جهش سرطان دیگری یکسان نمی باشد.
این پدیده انتخاب یک روش ژن درمانی را پیچیده کرده است و باعث می شود که به ترکیب روش های ژن درمانی نیاز باشد و این موضوع خود به عنوان یک عامل محدود کننده محسوب می گردد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ژن و سلول درمانی به بخش سرطان و ایمنی درمانی بیماری ها مراجعه کنید.
الگوهای بیماری در حیوانات دقیقا مشابه الگو های موجود در بدن انسان ها نمی باشند و حامل های ویروس ممکن است گونه های عفونی ویروسی مختلفی ایجاد کنند. آزمایش حامل ها در حیوانات اغلب با پاسخ های بدست آمده در انسان ها شبیه است، اما اندازه بزرگ انسان ها در مقایسه با اندازه کوچک حیوانات می تواند چالش هایی در انتقال بیماری و نفوذ در بافت ها ایجاد کند.
ژن درمانی، سلول درمانی و درمان مبنی بر الیگونوکلئوتید معمولا بر روی حیوانات بزرگتر امتحان می شود از جمله خرگوش، سگ، خوک و حیواناتی که فاقد الگوی انسانی هستند. امتحان سلول درمانی انسان ها بر روی حیوانات به دلیل عدم پذیرش توسط سیستم ایمنی پیچیده است. علاوه بر این، انسان ها دارای جمعیتی بسیار ناهمگون می باشند. پاسخ های سیستم ایمنی آن ها نسبت به حامل ها، سلول های انتقال یافته یا سلول درمانی ممکن است که نتایجی شبیه به الگوهای حیوانی داشته باشد.
چالش هایی در توسعه ژن و سلول درمانی
چالش های علمی شامل توسعه ژن درمانی است که وجود ژن در بافت مربوطه و سطح مناسب آن را در بازه زمانی مطلوب نشان می دهد. مشکلات زیادی در مسیر این چالش ها وجود دارد و با وجود این که به راحتی می توان آن ها را بیان کرد اما هر کدام به تحقیقات زیادی برای بهترین راه انتقال، کنترل سطح مناسب یا تعداد سلول ها و فاکتورهایی که بر ژن ها و زنده ماندن سلول ها تاثیر دارند، نیاز است.
بعد از این که مدل های انتقال، شناسایی و مهندسی پروموتر وکنترل عناصر ( کلید روشن/ خاموش و قطر کلید) که مقدار مناسبی از تولید پروتئین را سبب می شود، به عنوان هدف سلول قرار می گیرد که می تواند با ژن مربوطه ترکیب شود. این کاست ژن به صورت مهندسی شده وارد حامل یا ژنوم سلول می گردد و ویژگی وسیله انتقال دهنده در انواع سلول های موجود در محیط بافت مورد آزمایش قرار می گیرد.
بیشتر بدانید: ایران در بخش پیوند سلول های بنیادی یکی از بهترین ها است
گاهی اوقات همه چیز طبق برنامه پیش خواهد رفت و بعد از آن مطالعات می توانند وارد مرحله تست حیوانی شوند. در بیشتر موارد ژن یا سلول درمانی، ممکن است برای پیشرفت بیشتر نیاز داشته باشد که عنصری به آن اضافه شود تا پاسخی خوب و مطلوب از سلول ها در مدل های حیوانی دریافت کند.
علاوه بر این، پاسخ سیستم ایمنی بدن بر پایه ی سلول یا ژن درمانی مورد استفاده می باشد. به عنوان مثال، در ژن یا سلول درمانی برای بیماری سرطان، یکی از اهداف این است که پاسخ سیستم ایمنی بدن نسبت به وجود سلول های سرطانی را تقویت کند. در مقابل، برای درمان بیمارهایی مانند هموفیلی و فیبروز کیست هدف این است که پروتئین درمانی به عنوان یک روش افزودن پروتئین به بیمار توسط سیستم ایمنی قابل قبول باشد.
اگر ژن جدید درون DNA سلولی بیمار قرار بگیرد، توالی ذاتی اطراف ژن جدید می تواند بر سلول تاثیر بگذارد. امروزه دانشمندان DNA های کوتاه را مورد بررسی قرار می دهند که ممکن است شامل عناصر کنترلی اطراف آن ژن باشند. از لحاظ تئوری، این توالی ها ممکن است که تاثیر سیگنال کنترلی حامل موجود در ژن کاست سلول مجاور را کاهش دهد. مطالعات معمولا بر تبدیل ژن جدید به محیطی امن برای ژنوم تمرکز کرده اند تا از تاثیر بر روی محیط ژن جلوگیری کنند و خطر جهش را کاهش دهند.
چالش سلول درمانی عبارت است از برداشت جمعیت مناسبی از سلول و گسترش یا جداسازی سلول ها به میزان کافی برای یک یا چند بیمار. برداشت سلول ممکن است به محیط خاصی نیاز داشته باشد تا سلول بنیادی توانایی خود سازی و رسیدن به مرحله بلوغ و حد کافی سلول ها را داشته باشد. در بهترین حالت سلول های اضافی توسط مورد نیاز برای درمان از فرد بیمار گرفته خواهد شد. این سلول ها با قرار گرفتن در محیط مناسب گسترش می یابند و می توانند تبدیل به سلول های بنیادی پرتوان گردند.
بنابراین، به آن ها اجازه داده می شود که تبدیل به سلول های متنوع شوند و سیستم ایمنی بدن بیمار از پذیرش آن ها خودداری نخواهد کرد. مزیت طولانی مدت سلول بنیادی این است که سلول ها می توانند به درستی وارد بافتی که هدف است وارد شوند و تولید سلول ها را درون بافت مورد نظر شروع کنند. روش های مختلفی برای افزایش تعداد سلول های بنیادی به دست آمده است که در بافت های مربوطه مورد آزمایش قرار می گیرند.
چالش دیگر، توسعه روش هایی است که به تولید سلول های بنیادی خارج از بدن اجازه رشد می دهد در حالی که توانایی آن ها در تولید سلول و تبدیل آن به گونه خاصی از سلول های بالغ را حفظ خواهند کرد. آن ها نیاز دارند که تعداد زیادی از گونه های خاص سلولی ایجاد کنند و رشد سلول ها را در حد عادی نگه دارند و تقسیم سلولی بی رویه این نوع سلول ها ممکن است که خود تبدیل به تومور گردد.
چالش های تامین بودجه
در بیشتر رشته ها، تامین بودجه برای تحقیقات ابتدایی ژن و سلول درمانی توسط موسسه ملی سلامت و بنیاد های خصوصی تامین می گردد. این بودجه ها معمولا برای انجام مطالعات اولیه که مزیت یک روش را پیشنهاد می دهند کافی است. انجام آزمایش های درمانگاهی نیاز به بودجه بسیار بیشتری خواهد داشت زیرا نیاز به تولید ماده مورد آزمایش، مطالعاتی در مورد سم شناسی در حیوانات، تهیه اسناد و مدارک و هزینه درمانگاه می باشد.
شرکت های بیوتکنولوژی سعی می کنند که هزینه های مورد نیاز برای این آزمایش ها را تامین کنند اما پیشرفت این روش های درمانی به دلیل کمبود بودجه رفتن به مرحله بعد را دچار اخلال کرده است.
کلونینگ درمانی چیست و چه مزایایی دارد؟
به انتقال هسته سوماتیک کلونینگ درمانی می گویند. این روشی است برای تولید سلول های بنیادی چند کاره که مستقل از تخمک های بارور شده می باشند. در این روش، هسته های که حاوی مواد ژنتیکی می باشند، از تخمک بارور شده خارج می شود. هسته ها از سلول دهنده نیز خارج می شوند.
این هسته ها سپس به درون تخمک تزریق می شوند و جایگزین هسته های خارج شده می گردند. به این فرآیند انتقال هسته می گویند. تخمک اجازه می دهد که تقسیم انجام دهد و با سرعت بلاستوسیت تولید کند. این فرآیند خطی از سلول های بنیادی تولید می کند که به لحاظ ژنتیکی همانند سلول دهنده هستند.
برخی از محققان بر این باورند که سلول های بنیادی گرفته شده توسط روش کلونینگ ممکن است مزایای بیشتری نسبت به تخمک بارور داشته باشد زیرا سلول های کلون کمتر ماده انتقالی را برگشت می دهند و ممکن است به محققان اجازه دهند که بیماری چگونه پیشروی کرده است.
آیا درمان کلونینگ در انسان ها موفقیت آمیز بوده است؟
خیر. محققان نتوانسته اند هنوز به طور کامل در انجام این روش درمانی در انسان ها موفق عمل کنند در حالی که در دیگر گونه ها موفقیت آمیز بوده است. با این وجود، در مطالعات اخیر، محققان توانسته اند سلول های بنیادی پرتوان انسان ها را ایجاد کنند و این کار از طریق اصلاح این روش درمانی میسر شده است. محققان در حال مطالعه برای بهبود این روش در انسان ها می باشند.
چگونه ژن درمانی و سلول درمانی به هم مربوط می شوند؟
هر دو روش به درمان بیماری های ژنتیکی می پردازند و با جایگزین کردن پروتئین و سلول های تخریب شده به از بین بردن علائم بیماری کمک می کنند همچنین به از بین بردن پروتئین های ایجاد کننده سموم و سلول های سرطانی نیز کمک می کنند. ژن درمانی شامل انتقال ماده ژنتیکی به سلول مورد نظر می باشد. در بیماری های ژنتیکی، سلول بنیادی بافت مبتلا معمولا هدف قرار گرفته می شوند.
سلول های بالغ بنیادی بافت می تواند با گونه های خاص سلولی جایگزین شوند. وجود ژن های مناسب در سلول های بنیادی باعث می شوند که سلول هایی با توالی خاص حاوی پروتئین گردند. با این وجود، در بیشتر موارد، به لحاظ تکنیکی راحت تر است که ژن را در بافت هایی با طول عمر بیشتر قرار داد و پروتئین ترشح شده به درون خود وارد می گردد و به اندام هدف خواهد رسید.
ورود ژن به درون سلول می تواند از طریق کشت در سلول های بیمار یا تزریق مستقیم به حامل ها انجام شود. سلول درمانی به انتقال سلول به بدن بیمار می پردازد. برای درمان بیماری های زیادی به کمک سلول درمانی، سلول های بنیادی انتخاب می شوند زیرا قرار گرفتن آن ها در بدن بیمار موجب می شود که به صورت منظم سلول های خاصی تولید می کنند.
بیشتر بدانید: غذاهای هورمونی چه تاثیری در تولید سلول های سرطانی دارند؟
همان طور که قبلا گفته شد، دو روش ژن درمانی و سلول درمانی معمولا با هم ترکیب می شوند تا بیماری های ژنتیکی مختلفی را درمان کنند بیماری هایی از جمله ADA-SCID. سلول های بنیادی بدن بیمار توسط ژن درمانی به گونه ای دچار تغییر می شوند که پروتئین مربوطه را تولید کنند. بهبود سلول بنیادی به بیمار بستگی دارد.
چه نوع بیماری هایی توسط ژن و سلول درمانی درمان می شوند؟
از ویژگی های ژن و سلول درمانی این است که به درمان بیماری های غیر قابل درمان با دیگر روش ها می پردازند از جمله به درمان ژن های معیوب کمک خواهد کرد، بیماری هایی که روش های سنتی در بهبود یا درمان آن ها ناکام مانده اند، بیماری هایی که نیاز به زمان و هزینه زیاد برای درمان دارند. ژن و سلول درمانی قابلیت بالایی در درمان طیف وسیعی از بیماری ها دارند.
یک نمونه از آن ها جهش های ایجاد شده در ژن بافت های در دسترس می باشد مانند ژن موجود در بافت مغز استخوان و ژن های ایده آل اصلاح شده ژنتیکی که مزایای زیادی برای بقا دارند. با این وجود، بیماران با علائم مشابه ممکن است که جهش های متفاوتی در یک فرآیند بیولوژیکی مشابه تجربه کنند. به عنوان مثال یک بیمار هموفیلی A در فاکتور لخته سازی VIII خون دارای جهش می باشند در حالی که بیمار هموفیلی B در فاکتور IX خود دارای جهش می باشد.
بسیار مهم است که بدانید کدام ژن دچار جهش در بیمار شده است همان طور که آن ها پروتئین های غیر فعال تولید می کنند که این امر به جلوگیری از عدم پذیرش توسط سیستم ایمنی کمک خواهد کرد. ژن و سلول درمانی نوعی روش درمانی برای از بین بردن علائم بیماری های اکتسابی مانند سرطان، روماتیسم مفصلی، دیابت و پارکینسون می باشد.
سرطان یک بیماری رایج است که توسط ژن درمانی، درمان می گردد. ژن درمانی سرطان بر روی محدود کردن سلول ها، مسدود کردن عروق تومور و بهبود واکنش سیستم ایمنی بدن به آنتی ژن تومور می باشد. ژن و سلول درمانی برای از بین بردن بیماری های اکتسابی مورد بررسی قرار گرفته اند.
آیا سلول های بنیادی موجب جوان به نظر رسیدن می شوند؟
قطعا خیر. کرم ها و لوسیون هایی که حاوی سلول های بنیادی می باشند در اصل حاوی سلول های مرده ای می باشند زیرا سلول های بنیادی در محیط های خاصی قابلیت زنده ماندن را دارند. روش هایی که به کمک آن ها سلول بنیادی به پوست تزریق می کنند تا حد زیادی کنترل نشده می باشند و نیاز به مطالعه و آزمایش بیشتری دارند.
