پزشکی و سلامت ,علمی، پژوهشی و فناوری

محققان جعبه سیاه پیوند سلول های بنیادی را باز کردند

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : تحقیقات جدید در مورد رفتار طولانی مدت سلول های بنیادی پیوندی در بدن نشان می دهد که چگونه پیری بر بقای سلول های بنیادی و تنوع ایمنی تأثیر می گذارد و بینش هایی را ارائه می دهد که می تواند ایمنی و موفقیت پیوند را بهبود بخشد.

برای اولین بار، دانشمندان سرنوشت درازمدت سلول های بنیادی را ده ها سال پس از پیوند ردیابی کردند و بینش هایی را در مورد یک روش پزشکی که بیش از 50 سال راز باقی مانده بود، آشکار کردند.

بینش‌ها می‌تواند راه را برای استراتژی‌های جدید در انتخاب اهداکننده و موفقیت پیوند هموار کند که به طور بالقوه منجر به پیوندهای ایمن‌تر و مؤثرتر می‌شود.

محققان موسسه Wellcome Sanger و همکارانشان در دانشگاه زوریخ توانستند رفتار سلول‌های بنیادی را در بدن گیرندگان تا سه دهه پس از پیوند ترسیم کنند و اولین نگاهی اجمالی به پویایی طولانی‌مدت این سلول‌ها داشته باشند. .

این مطالعه که در Nature منتشر شده و بخشی از بودجه آن توسط Cancer Research UK تامین شده است، نشان می‌دهد که پیوند از اهداکنندگان مسن‌تر، که اغلب موفقیت‌آمیزتر هستند، ده برابر سلول‌های بنیادی حیاتی کمتری دارند که از فرآیند پیوند زنده می‌مانند. برخی از سلول‌های زنده‌مانده نیز توانایی تولید طیفی از سلول‌های خونی ضروری برای یک سیستم ایمنی قوی را از دست می‌دهند.

سالانه بیش از یک میلیون نفر در سراسر جهان به سرطان خون مبتلا می شوند، از جمله سرطان هایی مانند لوسمی و لنفوم، که می تواند سیستم ایمنی بدن فرد را از عملکرد صحیح بازدارد. پیوند سلول های بنیادی که به عنوان پیوند مغز استخوان نیز شناخته می شود، اغلب تنها گزینه درمانی درمانی برای بیماران است. این روش سلول‌های خونی آسیب‌دیده بیمار را با سلول‌های بنیادی سالم از اهداکننده جایگزین می‌کند که سپس کل خون و سیستم ایمنی بیمار را بازسازی می‌کند. تنها در انگلستان، سالانه بیش از 2000 نفر تحت این روش قرار می گیرند.

راز سلولی پیوندها

با وجود انجام بیش از 50 سال، بسیاری از سؤالات اساسی در مورد نحوه عملکرد پیوندها بی پاسخ مانده است. در حالی که آنها می توانند زندگی را نجات دهند، نتایج به طور گسترده ای متفاوت است و بسیاری از بیماران را سال ها بعد با عوارض مواجه می کند. مشخص شده است که سن اهداکننده بر میزان موفقیت تاثیر می‌گذارد، اما آنچه در سطح سلولی پس از پیوند اتفاق می‌افتد، تا کنون یک "جعبه سیاه" بوده است.

در این مطالعه جدید، محققان موسسه Wellcome Sanger و دانشگاه زوریخ از تکنیک‌های پیشرفته توالی‌یابی ژنوم برای تجزیه و تحلیل نمونه‌های خون ده جفت خواهر و برادر اهداکننده-گیرنده تا ۳۱ سال پس از پیوند استفاده کردند.

با تجزیه و تحلیل جهش‌هایی که در طول زندگی در سلول‌های بنیادی اهداکننده و گیرنده رخ می‌دهد، آن‌ها می‌توانند تعداد سلول‌های بنیادی را ردیابی کنند که از فرآیند پیوند جان سالم به در برده و به تولید سلول‌های خونی جدید در بدن بیمار ادامه داده‌اند - رویکردی که قبلا غیرممکن بود.

این تیم کشف کرد که در پیوند از اهداکنندگان جوان - اهداکنندگان 20 و 30 ساله - حدود 30000 سلول بنیادی در درازمدت زنده می‌مانند، در حالی که این رقم در اهداکنندگان مسن‌تر تنها 1 تا 3000 است. این کاهش می تواند منجر به کاهش ایمنی و خطر عود بیشتر شود، که به طور بالقوه توضیح می دهد که چرا اهداکنندگان جوان اغلب نتایج بهتری دارند.

آنها همچنین دریافتند که فرآیند پیوند باعث پیری سیستم خون در گیرندگان در حدود 10 تا 15 سال در مقایسه با اهداکنندگان همسان می‌شود، که عمدتاً به دلیل تنوع کمتر سلول‌های بنیادی است.

نرخ جهش پایین در سلول های بنیادی پیوندی

با کمال تعجب، علیرغم استرس شدید فرآیند پیوند، سلول‌های بنیادی جهش‌های ژنتیکی جدیدی را به دست می‌آورند که به سرعت برای بازسازی خون بیمار تقسیم می‌شوند. این فرضیات قبلی در مورد نرخ بالای جهش در طول پیوند را به چالش می کشد.

این مطالعه همچنین فاکتورهای ژنتیکی دیگری را بدون توجه به سن اهداکننده شناسایی کرد که به رشد سلول‌های بنیادی خاص پس از پیوند کمک می‌کنند. این طیف از مزایای ژنتیکی می‌تواند منجر به توسعه درمان‌های بهتر شود و پیوندها را برای طیف وسیع‌تری از بیماران ایمن‌تر و مؤثرتر کند.

دکتر مایکل اسپنسر چپمن، نویسنده اول این مطالعه در موسسه ولکام سانگر، گفت: «وقتی پیوند دریافت می‌کنید، مانند شروعی دوباره به سیستم خونی خود می‌کنید، اما در واقع برای آن سلول‌های بنیادی چه اتفاقی می‌افتد؟ تاکنون فقط می‌توانستیم سلول‌ها را معرفی کنیم و سپس شمارش خون را برای نشانه‌های بهبودی کنترل کنیم. اما در این مطالعه ما دهه‌ها تغییر را در یک نمونه ردیابی کرده‌ایم، که نشان می‌دهد چگونه برخی از جمعیت‌های سلولی از بین می‌روند در حالی که برخی دیگر غالب هستند و در طول زمان به خون بیمار شکل می‌دهند. درک این فرآیند با چنین جزئیاتی هیجان انگیز است.»

دکتر مارکوس مانز، نویسنده ارشد این مطالعه در دانشگاه زوریخ، می‌گوید: «تحقیق نشان می‌دهد که سن چیزی بیش از یک عدد است – این یک عامل مهم در موفقیت پیوند است. اگرچه سیستم سلول‌های بنیادی خونساز در طول زمان به طرز شگفت‌انگیزی پایدار است، اهداکنندگان جوان‌تر معمولاً طیف وسیع‌تر و متنوع‌تری از سلول‌های بنیادی را عرضه می‌کنند که ممکن است برای بهبودی طولانی‌مدت بیماران بسیار مهم باشد. ما امیدواریم که به بررسی سایر عواملی که بر پویایی سلول‌های بنیادی خونساز درازمدت تأثیر می‌گذارند ادامه دهیم تا هم انتخاب اهداکننده و هم محیط‌های مغز استخوان گیرنده را برای عملکرد بهینه سلول‌های بنیادی درازمدت تنظیم کنیم.»

دکتر پیتر کمپبل، نویسنده ارشد این مطالعه در موسسه Wellcome Sanger، گفت: «فرایند پیوند خون و سلول‌های ایمنی را از طریق نوعی «گلوگاه» ژنتیکی تحریک می‌کند. رویکرد جدید ما به ما این امکان را می دهد که این پدیده گلوگاه را با دقت بیشتری بررسی کنیم. ما متوجه شدیم که گلوگاه فرصت‌های متعددی را برای برخی از سلول‌های بنیادی فراهم می‌کند تا در محیط جدید خود در گیرنده، بیشتر از سایرین رشد کنند. ما بر این باوریم که می‌توان ژن‌هایی را یافت که باعث می‌شوند برخی سلول‌های بنیادی بهتر از سایرین رشد کنند – این ژن‌ها در تئوری می‌توانند برای بهبود موفقیت فرآیند پیوند مورد استفاده قرار گیرند.