سلول‌های بنیادی سلول‌های اولیه‌ای هستند که توانائی تبدیل و تمایز به انواع مختلف سلول‌های انسانی را دارند و از آنها می‌توان در تولید سلول‌ها و نهایتا بافتهای مختلف در بدن انسان استفاده کرد .
منابع اصلی سلول‌های بنیادی شامل : مغز استخوان، بند ناف و جفت می‌باشد . امروزه استفاده از این سلول‌ها جهت ترمیم بافتهای آسیب دیده انسانی در حال گسترش است .
جالب اینکه سلول‌های بنیادی چند پتانسیلی هستند یعنی قابلیت تبدیل به بافتهای مختلف را دارند اعم از بافت عصبی ؛ عضلانی ؛ پوششی و غیره. که این توانائی محور اصلی توجه به سلول‌های بنیادی است .
مزیت اصلی سلول‌های بنیادی بند ناف این است که بسیار اولیه بوده و توان تمایز بالایی دارند.همچنین سلول‌های مشتق از مغز استخوان ( BMCs ) توان تمایز بالایی دارند.
[ویرایش] کاربردهای سلول‌های بنیادی
• بیماران قلبی:
توصیه می‌شود برای افرادی که در مراحل وخیم بیماری قلبی بوده و در انتظار دریافت قلب پیوندی به‌سر می‌برند، در کنار تجویز داروهای سرکوب‌کننده سیستم ایمنی، از روش پیوند سلول‌های بندناف به‌عنوان یک روش کمکی استفاده کرد. بر این اساس، این ایده در دنیا مطرح شده است که نمونه سلول‌های بندناف هر شخص در ابتدای تولد گرفته شود و برای سال‌های بعد برای خود فرد ذخیره شود.با این عمل، بیمار شانس بیشتری برای زنده ماندن تا زمان دریافت قلب را خواهد داشت. این روش به‌ویژه در بیماران کهنسال که سلول‌های بنیادی مغز استخوان آنها برای پیوند کافی نیست، از اهمیت بالاتری برخوردار است. از این‌رو، امروزه در اغلب کشورها بانک‌های ویژه‌ای برای جداسازی و نگهداری سلول‌های بنیادی بندناف نوزادان تاسیس شده است. مزیت دیگر این سلول‌ها، نداشتن مشکل دفع پیوند سلول‌های بنیادی جنینی است. چراکه از خود فرد اخذ می‌شوند و در سال‌های بعدی زندگی، دوباره به همان شخص تزریق می‌شوند.
• بیماران کبدی:
پیوند سلول‌های بنیادی علاوه بر بیماران قلبی در سایر بیماران نیز نتایج خوبی را نشان داده است. برای مثال، در حال حاضر اگر بیماری دچار سرطان کبد باشد، جراح مجبور است برای جلوگیری از انتشار سرطان (متاستاز) به بخش‌های دیگر بدن، بخش سرطانی کبد را نابود کند. برای این منظور معمولاً طی دو عمل جراحی هم‌زمان، خون ناحیه سرطانی کبد را قطع می‌کنند تا بافت سرطانی به تدریج نابود شود. در عین حال چون بخش باقیمانده کبد باید بتواند وظایف کل کبد را به عهده گیرد، لازم است تا این اعمال جراحی به نحوی انجام شود که بخش سالم باقیمانده، فرصت تکثیر را پیدا کند و در نهایت عملکرد کبد کامل را ایفا نماید. برای این منظور، حداقل 6 هفته زمان لازم است تا بخش باقیمانده و سالم کبد تکثیر شود. اما پیوند سلول‌های بنیادی بخش سالم کبد، این مدت زمان به 2 هفته کاهش می‌یابد. با این کار نه تنها کبد فرد بیمار در مدت زمان کمتری ترمیم می‌شود، بلکه با خارج کردن سریع‌تر بخش سرطانی از بدن، احتمال بروز متاستاز و دست‌اندازی سرطان به بخش‌های دیگر بدن فرد نیز کاهش می‌یابد.
استفاده سلول های بنیادی در cloning
یک دودمان سلول بنیادی جمعیتی از سلول ها است که مستمرا تقسیم شده و از بافت های انسان یا دیگر موجودات بدست می آید . محققین برای اهداف درمانی و پژوهشی از سلول های بنیادی جنینی و بالغ استفاده می کنند . Totipotent: این سلول ها توانایی تولید تمام سلول های مورد نیاز یک موجود زنده را داشته و عاقبت آنها مشخص نیست و بر اساس نیاز ، توانایی تبدیل شدن به هر سلولی را دارا می باشند. Pluripotent: انواع بسیار زیادی از سلول ها را تولید می کنند ولی محدودیت داشته و قادر به تولید تمام بافت های مورد نیاز برای توسعه و تکامل جنینی نمی باشند. Multipotent: توانایی آنها محدود به تولید تعداد خاصی از سلول ها به خصوص سلول های اختصاصی یک بافت بوده و تولید سلول های تمایز یافته یک بافت را بر عهده دارند . سلول های بنیادی جنینی : معمولا از بلاستولا بدست می آیند . بلاستولا کره توخالی است که تقریبا از 140 سلول تشکیل می شود و در رحم لانه گزینی خواهد کرد سن بلاستولا حدود 4-5 روز می باشد . سلول های تشکیل دهنده آن به سطح داخلی کره چسبیده(inner cell mass) بوده و همه از نظر ژنتیکی یکسان می باشند . این سلول ها همان سلول های بنیادی جنینی بوده و آغاز کننده تکوین جنین می باشند و پتانسیل تبدیل شدن به هر نوع از بخش های بدن را دارند . برای تهیه یک دودمان سلول های بنیادی جنینی ، یک بلاستولا به سلول های منفرد تقسیم می گردد . هر سلول منفرد همراه با مواد غذایی وفاکتور های رشد در محیط کشت قرار گرفته و شرایط تقسیم شدن برای آن فراهم می آید . این سلول ها تا زمانی که تحت شرایط کنترل شده محیطی همراه با فاکتورهای رشد مناسب برای جلوگیری از تمایز قرار گیرند به تقسیم شدن ادامه می دهند .قدرت تقسیم این سلول ها نا محدود بوده ( دو سال در in vitro) و تقسیم بدون تمایز انجام می دهند . سلول های pluripotent بوده و خاصیت کانی زایی دارند . جهت رشد در in vitro سلول های فیبروبلاست جنین جوجه را به عنوان یک لایه تغذیه کننده نیاز دارند این سلول ها در حیوان آزمایشگاهی در محل تزریق تراتوما ایجاد می کنند. تراتوما شامل عناصر سلولی و مشتق از یک لایه رویشی اولیه بوده و هیچ کدام از بافت های موجود در ان قادر به ایجاد تومور نمی باشند .این سلول ها فاقد G1 check point و G1 restriction point می باشند و فعالیت تلومراز در آنها بالا می باشد . از نظر مارکر های سلولی عامل رونویسی OCT4 را بیان می کنند و فاقد غیر فعال شدن کروموزوم x می باشند . در حال حاضر برای تحقیق اکثر دودمانهای سلولی از جنین موش بدست می آیند . در حال حاضر پژوهشگران در حال بررسی منابع دیگری برای تهیه سلول های بنیادی می باشند : مثل 1- سلول های بنیادی جنینی حاصل از جنین های IVF . 2- سلول های بنیادی جنینی حاصل از therapeutic cloning ( کلونینگ درمانی)
دودمان های سلولی بنیادی بالغ : این دودمانها از بافت ای بالغ مثل خون بند ناف ، خون محیطی مغز استخوان و..... بدست می آیند . این سلول ها به تعداد بسیار کم در این بافتها وجود دارند به طوریکه در مغز استخوان این سلول ها به نسبت 15000/1 وجود دارند. تعداد تقسیم آنها محدود بوده (2-3 روز) و یک الی سه ظرفیتی بوده و قدرت plasticity(انعطاف پذیری) محدود دارند . احتیاج به لایه تغذیه کننده نداشته و تراتوما تشکیل نمی دهند. مارکرOCT4 را بیان می کنند و فاقد G1 check point بوده و فعالیت تلومرازی بالا دارند. در اکثر تحقیقاتی که بر روی این نوع سلول ها انجام می شوند از سلول های بنیادی ارگانیزم های مدل استفاده می گردد زیرا بدست آوردن سلول های بنیادی بالغ از انسان نیاز به روشهای جراحی دارد . روش تهیه این نوع سلول ها : سلول های بنیادی از مغز استخوان موش استخراج شده و به محیط کشت منتقل می شوند بعد سلول ها شروع به تقسیم کرده و دودمان سلولی ایجاد می شود . برای تهیه انواع سلول ها این دودمان را در محیط های خاصی می توان کشت داد و سلول های مخصوص آن محیط را بدست آورد . سلول های بنیادی زایای جنینی :منشا این سلول ها ، سلول های زایای جنینی و برجستگی گنادهای جنین 10-5 هفته ای می باشد. سلول های بنیادی در این بافتها به مقدار فراوان وجود داشته و تا مادامی که نیاز نباشد تقسیم نمی شوند . قدرت تقسیم آنها از نظر محدودیت در حد متوسط (70-80 تقسیم) بوده و تقسیم بدون تمایز انجام می دهند . سلول های pluripotent و clonogenic بوده ولی تراتوما ایجاد نمی کنند . شرایط و عوامل محیطی در سرنوشت این سلول ها (هم در in vitro و هم در in vivo) موثر بوده و همانند دو سلول بنیادین قبلی نشانگر OTC4 را بیان و فاقد G1 checkpoint بوده و فعالیت تلومراز در این سلول ها نیز بالا می باشد . در جدول به برخی از معایب و مزایای سلول های بنیادی جنینی و بالغ زیر اشاره شده است سلول های بنیادی بالغ
رشد سلول های بنیادی علاوه بر شرایط محیط کشت به شرایط بستر (matrix) یا micro environment این سلول ها نیز بستگی دارد . یکی از این عوامل سلول های موجود در بستر است که با ایجاد فرورفتگی ها به عنوان آشیانه ای برای لانه گزینی سلول های بنیادی نقش مهمی را ایفا می کنند . ضمنا این سلول ها در کنترل تولید مجدد و خود سازی سلول های بنیادی در in vitro نقس اساسی دارند . این فرورفتگی های بستر به عنوان انکوباتور هایی برای محافظت این سلول ها و جمعیت سلول های بنیادین جنینی عمل می کنند. مکانیسم ملکولی این عوامل و فرورفتگی های بستر در رشد، تکثیر و حفظ سلول های بنیادی به واسطه ترکیبات بیوشیمیایی و عوامل زیر می باشد: 1- ماتریکس خارج سلولی به علت داشتن یک سری پروتئین ها و سوبسترا ها و لیگاندهای مختلف از جمله اینتگرین ها نقش مهمی در هدایت و لانه گزینی سلول های بنیادی در این حفرات دارند . 2- فاکتورها و عوامل مترشحه از سلول های مجاور و همسایه در روند هدایت اختصاصی سلول های بنیادی به یک بافت هدف و اختصاصی نقش کلیدی دارند. 3- تماس سلول- سلول باعث متعهد بودن یک سلول بنیادین در لانه گزینی و رشد و تکثیر آن می شود . 4- فاکتورهای درونی سلول های بنیادی که در لانه گزینی این سلول ها موثرند شامل یک سری پروتئین های تنظیمی ، بیان ژنهای خاص و تغییرات کروموزومی و ساعت زیستی این سلول ها و ....... می باشند . از مهمترین کاربردهای سلول های بنیادی cloning و درمان می باشند . محققین از دو مدل پایه ای برای توسعه دادن درمان با سلول های بنیادی استفاده می کنند : 1- اکثر آزمایشات اولیه با استفاده از سلول های بنیادی کشت شده انجام می شوند . این سلول ها از نمونه های بافتی یا جنینی انسان یا ارگانیزم های مدل بدست می آیند . 2- روش های درمانی ابتدا در حیواناتی مثل موش و رت ، قبل از استفاده در انسان ، انجام می شوند . اکثر روش های درمانی که به کمک سلول های بنیادی انجام می شوند مبتنی بر روش های cloning می باشند در درمان با سلول های بنیادی از سلول هایی استفاده می شود که توسط شخص دیگری اهدا شده اند و این امر احتمال پس زدن سلول ها را توسط فرد گیرنده افزایش می دهد . برای جلوگیری از این پدیده از سلول های بنیادی خودی استفاده می شود ، مثلا به روش های زیر * سلول های بنیادی بالغ سالم از فرد بیمار جمع آوری شده و در آزمایشگاه آنها را برای تولید بافت جدید دستکاری می کنند و این بافت دوباره به بدن فرد بیمار پیوند زده می شود . * therapeutic cloning : سلول های بنیادی جنینی تهیه می شوند که از نظر ژنتیکی با فرد بیمار یکسان می باشند . * دستکاری سلول های بنیادی در درون بدن : مثلا دارویی طراحی می شود که بعضی سلول های بنیادی خاص را وادار می کند تا در بدن بیمار ، عملکرد از دست رفته را باز یابند . در این روش به عمل جراحی و پیوند هیچ نیازی نمی باشد . البته روش های گفته شده تا کنون در مورد انسان به طور قطعی استفاده نشده اند ولی در آینده نزدیک این آزمایشات حتما به ثمر خواهند نشست .
شامل 8 صفحه word
دانلود تحقیق سلول‌های بنیادی