تولید سلول بنیادی بدون نیاز به ژن و ویروس
دانشمندان کانادایی و انگلیسی موفق شدند، سلول های بدن را بدون بکارگیری ویروس به سلول های بنیادی بزرگسال پلوری پوتنت (آی.پی.اس.) تبدیل کنند و ژن های تزریق شده به ژنوم سلول را مجددا خارج نمایند.
"برنامه ریزی دوباره" سلول های بدن و تبدیل آنها به سلول های بنیادی در حال حاضر یکی از جنجالی ترین بخش ها در بیوپزشکی است. هدف، تولید سلول های بنیادی همه کاره موسوم به سلول های بنیادی بزرگسال پلوری پوتنت (آی.پی.اس.) است که بتوان با کمک آنها در آینده ارگان های آسیب دیده را پرورش داده یا بیماری هایی چون پارکینسون و دیابت را درمان نمود.
پژوهشگران تاکنون چهار ژن و یا دو ژن را برای برنامه ریزی دوباره سلول ها با کمک ویروس به سلول وارد می کردند اما این روش مشکل آفرین بود و در آن خطر بروز سرطان وجود داشت و کاربردی درمانی چنین سلول هایی را غیرممکن می کرد. از یک سوی وارد کردن ویروس ریسک آمیز بود زیرا که ژن ها در نقاط مختلف در ژنوم پراکنده می شدند و امکان آسیب به ژن های حیاتی وجود داشت. از طرف دیگر ویروس می توانست ژنوم خود را به سلول وارد کند.
هم اکنون تیم پژوهشگران دانشگاه ادینبورگ انگلیس به مدیریت "کایزوکه کایی" و یک تیم پژوهشگران بیمارستان "مونت سینا" در تورنتو کانادا به مدیریت "آندرآس ناژی"، از موفقیت روش جدید خود برای "برنامه ریزی دوباره سلول" خبر داده اند که از ریسک های قبلی مبرا است.
این دانشمندان به جای ویروس به عنوان حامل ژن به داخل سلول، از یک "پلاسمید" ( یک رشته مولکول وراثتی حامل اطلاعات ژنتیکی، دی.ان.آ.، حلقه ای شکل شبیه آنچه در باکتری ها نیز وجود دارد) استفاده کردند.
دانشمندان در این پلاسمید چهار ژن خاص برنامه ریزی دوباره شامل "اس.او.ایکس-2"، "او.سی.تی.- 4 "، "سی-ام.ابسیلون.سی." و " کا.ال.اف- 4" را در کنار یکدیگر قرار دادند و سپس با تزریق این پلاسمید به سلول های پوست موش و انسان، آنها را به سلول های بنیادی بزرگسال پلوری پوتنت تبدیل کردند. پژوهشگران سپس این سلول های بنیادی را به جنین موش تزریق کردند. سلول ها توانستند خود را با شرایط جنین وفق داده و در ساخت ارگان های مختلف نقش داشته باشند.
گام مهم پژوهشگران در این روش این است که پس از برنامه ریزی دوباره سلول ها، چهار ژن خاص برنامه ریزی را مجددا از ژنوم سلول ها کاملا خارج کردند.
کایی و ناژی بر روی یک موضوع پژوهش کردند و هر کدام در بخش هایی، موفقیت کسب کردند. تیم کایی توانست با کمک پلاسمید ژن ها را به سلول ها وارد کند اما نتوانست ژن ها را مجددا از سلول خارج کند، بدون اینکه به دیگر ژن ها آسیب وارد نکند.
اما تیم ناژی، موفق شد بدون بروز آسیب به دیگر ژن ها، چهار ژن خاص برنامه ریزی دوباره را از سلول خارج کند. روش تیم ناژی برای وارد کردن ژن ها به سلول ها، باعث پراکندگی اتفاقی و بدون نظم چهار ژن برنامه ریزی شد بطوریکه خارج کردن مجدد آنها از سلول، مشکل آفرین بود.
این دو تیم ابتدا با ترکیب روش های خود موفق به بهبود برنامه ریزی دوباره سلول شدند.
این دو تیم همچنین با استفاده از یک "پلاسمید- ترانسپوزون" خاص، روش وارد کردن ژن ها به سلول را بهبود بخشیدند. ترانسپوزون، یک ناقل مصنوعی و پرشی است که می تواند وضعیت و موقعیت خود در ژنوم را تغییر دهد. پژوهشگران بدین ترتیب به روش بهتری برای وارد کردن و نصب چهار ژن خاص برنامه ریزی دوباره به سلول دست یافتند و پس از برنامه ریزی موفقیت آمیز دوباره سلول ها، توانستند حاملین ژن ها (پلاسمید- ترانسپوزون) را به همراه چهار ژن بطور کامل از ژنوم سلول های بنیادی بزرگسال پلوری پوتنت موش ها خارج کنند.
در روش کایی که بدون ترانسپوزون انجام گرفت، پس از خارج کردن چها ژن، هنوز باقیمانده هایی از آنها در ژنوم مانده بود.
کایی در گفت و گو با مجله آلمانی اشپیگل گفت، روش استفاده از ترانسپوزون برای برنامه ریزی دوباره سلول و خارج کردن مجدد چهار ژن خاص برنامه ریزی، از نظر تئوری برای تولید سلول های بنیادی بزرگسال پلوری پوتنت انسان نیز ممکن است.
این کارشناس افزود، پژوهشگران هنوز این آزمایش را بر روی انسان انجام نداده اند. بعلاوه در صورت کسب چنین سلول هایی برای انسان، ویژگی "پلوری پوتنت بودن" آنها باید بررسی شود.
کایی گفت، ابتدا پس از تایید خصوصیت "پلوری پوتنت بودن" این سلول ها، فکر می کنم که این سلول های بنیادی بزرگسال پلوری پوتنت برای استفاده درمانی مناسب هستند.
کایی در پاسخ به اینکه آیا روش "هانس شولر" کارشناس موسسه زیست شناسی مولکولی ماکس پلانک شهر مونستر که برنامه ریزی دوباره سلول ها با استفاده از یک ژن بجای چهار ژن را پیشنهاد کرده است با روش جدید قابل ترکیب است؟ گفت، از آنجا که در روش جدید، چهار ژن در یک پلاسمید قرار دارند، فکر نمی کنم که استفاده از یک ژن "او.سی.تی.- 4" مطمئن تر است.
کایی افزود، مهم تنها تعداد ژن ها نیست، بلکه تعداد نقاط همگرایی و جذب در ژنوم اهمیت دارد بعلاوه برای روش شولر، به سلول های بنیادی بزرگسال از مغز نیاز است که دسترسی به آنها بسیار پرزحمت تر است.
ناژی نیز تایید کرد، به دست آوردن سلول های بنیادی بزرگسال از مغز، نیاز به فناوری های خاصی دارد. این در حالیست که جای دادن چهار ژن در یک پلاسمید، کلید موفقیت تحقیقات کایی بوده است.
ناژی افزود، با وجودیکه ما نیز در روش جدید، از چهار ژن استفاده می کنیم اما در عمل شبیه به این است که صرفا با یک ژن سر و کار داریم، زیرا که صرفا یک نقطه همگرایی وجود دارد.
"یان ویلموت" مدیر مرکز "ام.آر.سی." مرکز پزشکی احیاء و بازسازی در ادینبورگ انگلیس نیز گفت، امکان استفاده از سلول های پلوری پوتنت برای درمان بیماران، هنوز زمان زیادی نیاز دارد. برای تولید سلول های مورد نظر در بدن انسان، ما هنوز به روش های دیگری نیاز داریم. ویلموت در عین حال نتایج تحقیقات کایی و ناژی را پیشرفت بزرگی دانسته و افزود، در ترکیب با موفقیت های دیگر پژوهشگران سلول بنیادی می توان به اهداف خود در پزشکی احیاء و بازسازی نزدیک تر شد.
کایی نیز می گوید، صرف داشتن سلول های پلوری پوتنت، کافی نیست بلکه ما باید در شرایطی باشیم تا بتوانیم از این سلول ها، سلول های مورد نظر را تولید کنیم. ما روش هایی نیاز داریم تا سلول ها را به سمتی سوق دهیم که هدف ماست.
هانس شولر نیزبا توجه به روش جدید استفاده از ترانسپوزون برای برنامه ریزی دوباره سلول گفت، نتایج دو تحقیقات کایی و ناژی نشانگر پیشرفت یکی از روش های برنامه ریزی دوباره سلول است.
شولر در باره ویژه گی درمانی این سلول ها گفت، وجهه مطلوب این است که ترانسپوزون ها را می توان تقریبا همیشه بطور دقیق از ژنوم خارج کرد. چنانچه می خواهیم مطمئن باشیم، باید تمام جایگاههای الحاق بررسی شوند (جایگاه هدف که عنصر جابجایی پذیر به آن منتقل می شود).
شولر افزود، بدین خاطر، روش جدید که برای تولید سلول های بنیادی پلوری پوتنت بکار گرفته شده است، پر زحمت و خطاپذیر است.
شولر در عین حال گفت، دو روش جدید کایی و ناژی احتمالا سلول هایی عرضه می کنند که برای درک قابلیت درمانی سلول های بنیادی بزرگسال پلوری پوتنت، به ما کمک می کنند.
این کارشناس سلول بنیادی افزود، باید از یک ماده سلولی ایده آل از جمله خون بندناف استفاده کرد که رشته "دی.ا.آ." آن هنوز جوان، سالم و بی عیب است. این شرایط، دسترسی به نوعی از سلول های انسانی پلوری پوتنت را در حقیقت ممکن می کند که ترانسپوزون ها باعث جهش ژنتیکی ناگهانی در آنها نشود. سپس می توان کیفیت عمل این سلول ها را با سلول های بنیادی جنین انسانی بررسی کرد.
"رابین لاوول- بج" پژوهشگر سلول بنیادی در موسسه ملی تحقیقات پزشکی در لندن نیز انتقاد می کند که کایی و ناژی، خصوصیت پلوری پوتنتی سلول های خود را ثابت نکرده اند.
لاوول- بج می گوید، آزمایشات در باره خصوصیت پلوری پوتنتی سلول ها در کار کایی و ناژی به اندازه کافی ثابت نمی کنند که این دو پژوهشگر واقعا سلول های بنیادی انسانی پلوری پوتنت تولید کرده اند.
شولر نیز در این رابطه انتقاد دارد و می گوید، از شرح تحقیقات کایی و ناژی نمی توان به اندازه کافی این نتیجه را اعلام کرد که سلول های پلوری پوتنت تولید شده توسط آنها، ارزشمند هستند.
لاوول- بج در عین حال می گوید، من دلیلی برای این فرضیه ندارم که وش های جدید عمل نکنند.
کایی و ناژی نتیجه آزمایشات خود را در دو مقاله در نشریه تخصصی نیچر منتشر کرده اند.
منبع: مجله آلمانی اشپیگل 1 مارس 2009
مطالب مشابه: سلول بنیادی پلوری پوتنت بدون نیاز به برنامه ریزی دوباره گامی جدید برای تولید سلول بنیادی تولید سلول بنیادی با استفاده از دو ژن