روشی نو در تبدیل سلول های چربی به سلول های کبدی
روشی نو در تبدیل سلول های چربی به سلول های کبدی
|
|
شرح این پیشرفت در مجله پیوند سلول منتشر شده است.
دانشمندان آزمایشات خود را در موش ها انجام دادند، اما سلول های بنیادی چربی مورد استفاده آنها از آسپیراسیون لیپوساکشن انسانی بدست آمده بود و به سلول های شبه کبدی انسانی تبدیل شد که در داخل بدن موش رشد یافته است. این روش متفاوت از روش هایی است که سلول های کبدی را از سلولهای بنیادی جنینی یا سلول های بنیادی چند توانی القاء شده (IPS) تولید می کنند. اگر چه IPS و سلولهای بنیادی جنینی چند توانی هستند (یعنی اصولا می توانند به هر نوع سلول متمایز شوند) ولی خطری آشکار برای تشکیل تومورها می باشد. به هر حال سلول هایی که از این تکنیک جدید بوجود آمده اند(که شامل هیچ مرحله چند توانی حد واسط نیستند) هیچ نشانه ای از tumorogenic بودن را نشان نمی دهند.
کبد دستگاه بیوشیمیایی بدن است. مولکولهای زیستی پیچیده ای را می سازندکه مورد نیاز ما می باشد و موجب شکسته شدن و فیلتر کردن مواد زائدی می شودکه ممکن است به صورت سطوح خطرناک تجمع یابد. بر خلاف بسیاری از ارگان های دیگر، کبد سالم می تواند خود را تا حد زیادی بازسازی کند، اما این ظرفیت نمی تواند بر مسمومیت حاد کبدی یا آسیب ناشی از الکلیسم مزمن و هپاتیت های ویروسی غلبه کند.
به طور سالانه، نارسایی حاد کبدی ناشی از استامینوفن به تنهایی جان حدود 500 نفر را می گیرد و نزدیک به 60000 مراجعه به اورژانس و بیش از 25000 بستری شدن در بیمارستان را به همراه دارد.
به گفته دکتر Gary Peltz (استاد بیهوشی و نویسنده ارشد این مطالعه)، همه جنبه های روش جدید تبدیل چربی به کبد برای استفاده در انسان سازگار است. تولید سلولهای iPS نیاز به انتقال ژن خارجی و به طور بالقوه سرطان زا است، اما سلول های بنیادی چربی صرفا بایستی از بافت چربی برداشت شوند. این فرایند از آغاز تا پایان نه روز بطول می کشد که به اندازه کافی برای بازسازی بافت کبد در قربانیان مسمومیت کبدی حاد سریع می باشد چون در غیر این صورت در عرض چند هفته بافت می میرد و پیوند کبد را نا ممکن می شود.
سالانه در ایالات متحده حدود 6300 پیوند کبد انجام می شود و این در حالی است که 16000 نفر دیگر در لیست انتظار قرار دارند. هر سال بیش از 1400 نفر پیش از پیدا شدن کبد مناسب از دنیا می روند. اگر چه پیوند کبد می تواند نجات دهنده باشد ولی حتی زمانی که موفق آمیز است نیز مملو از مخاطره است.
دکتر Peltz می گوید: ما اعتقاد داریم که این روش قابل انتقال به کلینیک می باشد و به خاطر اینکه بافت کبد جدید از سلول های خود شخص گرفته می شود انتظار نمی رود که دارو های سرکوب گر تومور مورد نیاز باشد.
یکی دیگر از راه تبدیل سلول های بنیادی چربی مشتق شده از لیپوساکشن به سلول های شبه کبدی (برای سلولهای کبدی موسوم به I - Heps) در سال 2006 توسط محققان ژاپنی توسعه پیدا کرد. اما این روش که متکی بر تحریک شیمیایی است نیاز به 30 روز و یا بیشتر دارد که ناکارآمد نیز می باشد، همچنین مواد کافی برای بازسازی کبد را نیز تولید نمی کند. (کار با سلولهای iPS بیشتر طول می کشد و قبل از تبدیل شدن به I – Heps، آنها ابتدا بایستی از سلولهای بالغ تولید شوند).
دکتر Dan Xu (محقق فوق دکترا و نویسنده ارشد مطالعه)، روش کشت کروی از سلول های بنیادی جنینی اولیه را سازگار کرد و به جای رشد بر روی سطوح مسطح در ظروف آزمایشگاهی، سلول های بنیادی چربی برداشت شده را در سوسپانسیون مایعی کشت داد تا spheroid را تشکیل دهد.
هنگامی که تعداد سلول کافی وجود داشته باشد، محققان با تزریق آنها به موشهای آزمایشگاهی دارای نقص ایمنی که پیوند انسانی را می پذیرند، این سلول ها را تست می کنند. این موش ها در یک همکاری بین آزمایشگاه Peltz و Toshihiko Nishimura (نویسنده مشترک در این تحقیق) و سایر دانشمندان در موسسه مرکزی حیوانات آزمایشگاهی مستقر در توکیو در سال 2007 مهندسی شدند. فقط کبد این موش ها شامل یک ژن اضافی است که ترکیب ضد ویروسی گانسیکلویر را به یک سم قوی تبدیل می کند. هنگامی که این موش ها با گانسیکلویر تحت درمان قرار می گیرند، سلول های کبدی خود را به سرعت می میرند.
در این مرحله، محققان 5 میلیون I- Heps ها را به کبد موش تزریق کردند. آنها برای انجام این کار از روش تزریق اولتراسوند استفاده کردند که به طور معمول در درمانگاه های گوارش برای بیوپسی به کار برده می شود.
چهار هفته بعد، محققان خون موش را مورد بررسی قرار دادند و پروتئینی (آلبومین سرم انسانی) را پیدا کردند که فقط توسط سلول های کبدی انسان تولید می شود و این موضوع نشان دهنده نمونه صحیحی از سلولهای جدید کبد انسان در کبد این موش های آزمایشگاهی است. خون موش سطح قابل توجهی از آلبومین سرم انسانی را نشان می داد که در این چهار هفته نزدیک به سه برابر شد.
آزمایش خون همچنین نشان داد که بافت جدیدکبد موش مسئول تخلیه زباله های فیلتراسیون است. آزمایش از کبد نشان داد که سلول های پیوند شده با کبد، یکپارچه شده اند، مارکر های منحصر به فرد را برای بلوغ سلولهای کبدی انسانی بیان می کنند و ساختار های چند سلولی مورد نیاز برای تشکیل مجرای صفراوی انسانی را تولید می کنند. سایر آزمایشات نشان داد که کشت کروی I- Heps بیشتر از تولید I- Heps از iPS ، شبیه سلولهای کبدی طبیعی است.
مهمتر از همه، دو ماه پس از تزریق از I- Heps تولید شده توسط کشت کروی، هیچ شاهدی از تشکیل تومور وجود نداشت. اما موش هایی که در آن، I - Heps از منشا سلول های IPS بود تومورهای متعددی را نشان دادند که در طول 3 هفته در سطح بدن قابل احساس بود.
یک کبد سالم انسان بیش از 800 بار بزرگتر ازکبد موش است و شامل حدود 200 میلیارد سلول است. به گفته Peltz، برای موفقیت در این کار، ما باید در حدود نیمی از سلول های اصلی کبد آسیب دیده را با کشت کروی بازسازی کنیم. او در ادامه گفت: به آسانی و با استفاده از یک روش لیپوساکشن نزدیک به یک میلیارد iHeps تزریقی را می توان از 1 لیتر آسپیراسیون لیپوساکشن تولید کرد. تکثیر سلول که پس از تزریق رخ می دهد، تعداد سلول ها را به بیش از 100 میلیارد I- Heps می رساند.
به گفته Peltz، این برای تعویض کبد انسان کافی می باشد. دفتر صدور مجوز فناوری در استنفورد، استفاده از کشت کروی برای القاء سلول های کبدی را به ثبت رساند.گروه Peltz تکنیک های کشت و تزریق را بهینه سازی کرده و مشغول آماده سازی برای تست ایمنی در حیوانات بزرگ می باشند. او برآورد کرده است استفاده از روش های جدید می تواند ظرف دو تا سه سال برای آزمایشات بالینی آماده شود.
Journal Reference
1. Xu, Dan ; Nishimura, Toshihiko ; Zheng, Ming ; Wu, Manhong ; Su, Hua ; Sato, Noboru ; Lee, Gordon; Michie, Sara ; Glenn, Jeffrey ; Peltz, Gary. Enabling Autologous Human Liver Regeneration With Differentiated Adipocyte Stem Cells. Cell Transplantation, October 2013
منبع : Vimb
