سلول‌هایی که مانند آب، انعطاف‌پذیرند و مملو از قابلیت‌های ناشناخته و اسرارآمیز؛ این توانایی را دارند که به هر سلولی تمایز بیابند و کارایی خاصی پیدا کنند. از این رو است که با پیشرفت دانش و فناوری، قدر و اهمیت این سلول‌ها در درمان بیماری‌های ناشناخته و لاعلاج، بسیار پررنگ شده است.

نقش اثربخش سلول‌های بنیادی در درمان

این فناوری به مدد پژوهش‌های کاربردی و مرز دانش بسیاری توسعه یافته و امیدها را دست یافتن به دستاوردهایی که تا پیش از این تحقق شان ناممکن به نظر می‌رسید قوت داده است. به طور مثال نگاه پژوهشگران و متخصصان به این کاربرد حوزه از درمان، احیای سلول‌ها و کارهای آزمایشگاهی، فراتر رفته و ساخت اندام‌های حیاتی بدن به کمک سلول‌های بنیادی بیش از گذشته به واقعیت نزدیک شده است.

بیماری‌های مختلف، ممکن است به بافت‌ها و اندام‌های بدن آسیب‌های جبران‌ناپذیری برسانند که ادامه حیات بیمار را تنها با جایگزین کردن اندام حیاتی از کار افتاده با نوع سالم آن ممکن کند. با توجه به رشد فزاینده جمعیت و ابتلا به بیماری‌‌های این‌چنینی، نیاز به پیوند اعضا به طور فزاینده‌ای افزایش یافته است، اما اندام موجود برای پیوند در حال حاضر بسیار کمتر از تقاضا است و این امکان وجود دارد که تقاضا در آینده‌ای نزدیک نیز افزایش یابد.

به همین دلیل، یکی از دغدغه‌های مهم در حوزه سلامت امکان ساخت اعضای بدن یا بررسی امکان این موضوع است که چگونه ممکن است عملکرد اعضای بدن در آینده  با یک اندام یا روش دیگر جایگزین شود.

فناوری‌ها و روش‌های نوآورانه بسیاری وجود دارد که به طور بالقوه ممکن است به یافتن جایگزینی برای عملکرد اعضای بدن کارآمد باشند. با توسعه پژوهش‌ها و افزایش استفاده از فناوری های جدید، اکنون می‌شود به یک راه و روش تازه برای کمک به بیماران، جدی‌تر فکر کرد.

نیاز فزاینده به اعضای جایگزین

آینده جایگزینی اعضای بدن توسط سه متغیر تعیین خواهد شد. اولین متغیر «نیاز» است. به ویژه این‌که تعداد ساخت اندام‌های جایگزین شده با گذشت زمان تغییر می کند. متغیر دوم راهبردها و فناوری‌های جدیدی است که برای جایگزینی آن اندام‌ها در دسترس خواهد بود. متغیر سوم مجموعه ای از موانع زیست شناختی و اجتماعی است که ممکن است مانع جایگزینی عملکرد اندام شود.

نیاز به جایگزینی اعضا ممکن است در سال‌های پیش رو به شدت تغییر کند. درمان‌های جدید برای بیماری ها، تغذیه بهتر و رویکردهای نوآورانه و فناورانه برای توسعه و رونق بهداشت عمومی از شیوع برخی از بیماری‌ها که باعث نارسایی عضو می‌شوند جلوگیری کرده و بنابراین نیاز به پیوند را کاهش می‌دهد.

در هر حال، افزایش طول عمر ناشی از ارتقای فناوری‌ها و روش‌های نوآورانه مراقبت‌های پزشکی، تغذیه و بهداشت عمومی ، بخش عمده ای از مردم را از بیماری‌ها مانند دیابت و نارسایی قلب یا کلیه مصون خواهد داشت.

توسعه فناوری‌ها و امید به تولید اندام‌ها بافت‌های جایگزین

پیشرفت در زیست‌فناوری، سلول‌های بنیادی و پژوهش‌ها در حوزه مولکولی، پروتئومیکس و سایر زمینه ها ممکن است تشخیص بیماری های کشنده را مدت‌ها پیش از ظهور علائم بالینی امکان پذیر کند. یک نمونه خون ممکن است وجود سرطان در کلیه یا ریه را قبل از بروز ضایعه نشان دهد. این تحول پزشک و بیمار را هدایت می کند تا اندام‌هایی که بالقوه محل بروز سرطان هستند با اندام‌های سالم جایگزین و از مرگ بیمار جلوگیری کند.

توسعه دانش و فناوری پیوند پیشگیرانه می‌تواند تقاضا را برای اعضای جایگزین، به طرز چشمگیری گسترش دهد و همان‌طور که مفهوم جایگزینی مناسب را تغییر می دهد به طور چشمگیری تغییر می کند.

نیاز فزاینده به پیوند این پرسش را ایجاد می کند که کدام فناوری های جدید می توانند برای رفع این نیاز کارآمدتر و جذاب تر باشند. پیوند از افراد زنده در حال حاضر پاسخگوی تقاضای جایگزینی قلب، ریه‌ها‌، کلیه‌ها و کبد نیست. شاید بتوان با افزایش پیوند اعضا از اجساد، در دسترس بودن به برخی از اندام ها را بهبود بخشید.

با این وجود پیوند به روش مرسوم باز هم نمی‌تواند نیاز فزاینده به پیوند اعضا را پاسخ دهد. بر همین اساس فناوری‌های نوظهور مانند کاشت دستگاه‌ها و تجهیزات جایگزین، فناوری سلول‌های بنیادی، مهندسی بافت، ارگانوژنز و پیوند بیگانه مورد توجه قرار گرفته است.

دستگاه‌هایی که به طور کامل قابل کاشت هستند، چند سالی است که به عنوان جایگزینی برای جبران عملکرد برخی از اعضای بدن مورد استفاده قرار می‌گیرند و حتی به صورت آزمایشی برای جایگزینی عملکرد قلب در دسترس قرار گرفته‌اند. دستگاه ها فقط در شرایط حاد استفاده می شوند و استفاده از آنها عوارض و آسیب‌های قابل توجهی ایجاد می‌کند.

با این حال، فناوری این حوزه از ظرفیت توسعه برخوردار است و می‌توان تصور کرد که ممکن است روزی به عنوان دستگاه‌های جایگزین عملکرد قلب مورد استفاده قرار بگیرد. البته در دیگر حوزه‌ها نمی‌توان چنین امیدواری داشت، اگرچه تجهیزات و روش‌های تهاجمی مانند دیالیز می‌توانند عملکرد ریه‌ها و کلیه ها را جایگزین کنند، اما استفاده مستمر از این دستگاه‌ها و روش‌ها، عوارضی جدی مانند عفونت و زخم را به دنبال دارد.

توانمندی سلول‌ها در جایگزینی بافت‌ها و اندام‌ها

از آن‌جاکه سلول‌های بنیادی توانایی تکثیر و تمایز به سلول‌های نسبتاً بالغ از انواع مختلف را دارند، می‌توانند به عنوان روشی کارآمد و اثربخش برای توسعه بافت‌ها و اندام‌های جایگزین، مورد توجه قرار بگیرند.

سلول های بنیادی جنینی می توانند به هر عضوی در بدن تبدیل شوند و وقتی در بلاستوسیست قرار می گیرند این کار را می‌کنند. این دسته از سلول‌های بنیادی می‌توانند برای جایگزینی هر عضوی در بدن استفاده شوند. با این حال ، حداقل دو عامل این احتمال را محدود می کند. نخست این‌که سلول‌های بنیادی جنینی یک فرد، از نظر ژنتیکی به طور اجتناب ناپذیری با فرد تحت درمان متفاوت است و استفاده از بافت ها یا اندام های حاصل از این سلول‌ها ممکن است به سرکوب سیستم ایمنی نیاز داشته باشد.

محدودیت در استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی یا سلول‌های بنیادی تولید شده توسط شبیه‌سازی هسته‌ای این است که در حالی که می توان آن سلول ها را به سلول ها و بافت های متمایز تبدیل کرد‌، اما مشخص نیست که به وسیله چه سلول هایی می‌توان اعضا را خارج از جنین و به چه شکلی تولید کرد. اما این روش فناورانه، به کمک سلول‌‌های بنیادی امیدها را برای ساخت و توسعه بافت و اندام‌های جایگزین تفویت می‌کند.

فناوری دیگری که بعضاً برای جایگزینی اعضای بدن پیشنهاد می شود، ارگانوژنز است. ارگانوژنز به رشد اندام‌های دست نخورده یا بافت‌های شبیه اندام از سلول‌های بنیادی اشاره دارد. همان‌طور که ارگانوژنز به طور طبیعی در جنین اتفاق می افتد، همچنین می‌تواند زمانی رخ دهد که بافت ها یا سلول های عضوی از جنین اولیه در بافت میزبان قرار گرفته یا در حیوانات زنده کاشته شوند.

به عنوان مثال‌، بافت‌های کلیوی رشدیافته در جنین  می توانند در شرایط آزمایشگاهی گلومرول بالغ و اندام هایی در پستانداران بالغ تولید کنند.

از بافت ها و سلول های جنین می توان برای تولید بافت‌های مهندسی شده نیز استفاده کرد. استفاده از ارگانوژنز توسط منبع و ایمنی زایی بافت‌های جنین محدود می شود. بافت جنین انسان برای این منظور مناسب نیست. برخی از پژوهشگران و فناوران پیشنهاد کرده‌اند که به جای آن از بافت‌های جنینی حیوانات استفاده شود. این روش نیز به عنوان راهکاری برای توسعه فناوری بافت و اندام‌های جایگزین در دست مطالعه و توسعه است.

در صورت بررسی دقیق و تجزیه روش‌ها و فناوری‌های گوناگون، به طوری که از مزایای هر فناوری بهره برده شود، می توان موانع جایگزینی اندام را برطرف کرد.

با استفاده از هریک از این فناوری‌های از تولید سلول‌های بنیادی و استفاده از سلولهای بنیادی بدست آمده در یک مکان مناسب در یک جنین زنوژن دستاوردهای خوبی حاصل شده است.

به طور مثال، مطالعه‌های اخیر سلول‌های بنیادی انسانی وارد شده به خوک جنین می توانند به روش های طبیعی و هیستوتیپی در مکان های مناسب در جنین خوک بالغ شوند. بافت هایی که در این سیستم ژنوژنیک شروع به بلوغ می کنند ممکن است برداشت شوند و سلول‌های متمایزشده به فرد منتقل می شوند تا بلوغ و تمایز کامل رخ دهد.

فناوری‌ سلول‌های بنیادی در این مسیر نقشی مهم ایفا می‌کند و در کشورمان نیز، با ورود شرکت‌های دانش‌بنیان، خلاق و پژوهشگران، آینده فناوری‌های این حوزه روشن‌تر از هر زمان دیگری به نظر می‌رسد. ستاد توسعه فناوری سلول‌های بنیادی و پزشکی بازساختی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری نیز از توسعه فناوری‌ها و دانش این حوزه در مسیر تجاری سازی دستاوردهای علمی و پژوهشی حمایت می‌کند.

مرکز ارتباطات و اطلاع‌رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری

پایان پیام/24