رقابت تنگاتنگ دانشمند ایرانی برای تولید منابع نامحدود خونی از سلول های بنیادی

انتشار تقریبا همزمان دو مقاله‌ی جنجالی، حاکی از آن است که دانشمندان به‌طور وسوسه‌انگیزی به ساخت مقادیر قابل‌توجه سلول‌های خونی از سلول‌های بنیادی هر فرد بیمار نزدیک شده‌اند. این دستاورد می‌تواند انقلابی در درمان افراد نیازمند به انتقال خون دائم و همچنین بیمارانی باشد که نقص مغز استخوان دارند و پیدا کردن اهداکننده‌ی مناسب برای آن‌ها بسیار دشوار است. میک بهاتیا از دانشگاه مک‌مستر کانادا در مصاحبه با خبرگزاری نیچر می‌گوید:

بشر از سال‌ها پیش بخشی از این دانش را در اختیار داشته است ولی هیچ‌گاه نتوانسته بود به این نقطه برسد. این اولین بار است که محققان توانسته‌اند در این زمینه به تمام اهداف از پیش تعیین شده‌ی خود برسند و از سلول‌های بنیادی سلول‌های خونی تولید کنند.

سلول‌های بنیادی، سلول‌هایی هستند که بسته به شرایط درون‌تنی می‌توانند به شکل تمامی دیگر سلول‌های موجود در بدن درآیند. این سلول‌ها به دو نوع جنینی و سلول‌های بنیادی بالغ تقسیم می‌شوند. نوع جنینی تنها در جنین وجود دارد و مربوط به زمانی است که سلول‌ها هنوز شکل اندام‌ها وبافت‌های تخصصی شده در بدن را به‌خود نگرفته‌اند. نوع بالغ در فرآیند جایگزینی سلول‌های آسیب‌دیده یا پیر بدن افراد بالغ کارایی دارد.

در سال ۲۰۰۶ برای نخستین بار سلول‌های بالغ موش‌های آزمایشگاهی توسط محققان به نوعی از سلول‌های بنیادی بالغ به نام سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPS) تبدیل شدند. این جرقه‌ای برای ایده‌ی تولید سلول‌های خونی بود. ایده این بود که می‌توان تعدادی سلول از هر بیمار گرفت و آن‌ها را به سلول‌های بنیادی پرتوان القایی تبدیل کرد و سپس از این سلول‌ها به‌طور نامحدود سلول‌های خونی هر بیمار که دقیقا مشخصات خود آن شخص را دارند تولید کرد و به این ترتیب نیاز به شخص دیگر برای اهدای خون را حذف کرد. ریو سوجیمرا از بیمارستان تخصصی اطفال در بوستون و یکی از محققان پژوهش‌های اخیر می‌گوید:

این دستاورد ما را قادر می‌سازد تا سلول‌های بیماران مبتلا به نقص ژنتیکی را دریافت کنیم، آن‌ها را بیرون از بدن و در تعداد کم اصلاح ژنتیکی کنیم و سپس از این سلول‌های اصلاح شده، تعداد زیادی سلول‌های خونی فعال و سالم تولید کنیم. همچنین این فرصت را خواهیم داشت تا گروه‌های خونی خاص را از سرتاسر جهان دریافت و به مقدار زیاد تولید و نگهداری کنیم و به این وسیله در مواقع اضطراری انتقال خون نیز دیگر هیچ‌گاه مشکل اهدا و منابع خونی محدود را نخواهیم داشت.

شرح رقابت تنگاتنگ علمی

در نخستین پژوهش از دو مقاله‌ی مورد اشاره، پژوهشگران سلول‌های بنیادی جنینی و پرتوان القایی را در معرض عوامل شیمیایی قرار دادند که آن‌ها را به سلول‌های تخصصی، مانند سلول‌های هموژنیک لایه‌ی درون‌رگی (پیشساز سلول‌های خونی) تبدیل کنند. سپس این گروه از محققان فاکتورهای رونویسی ژنتیکی (ژن‌هایی که مسئول ساخته‌شدن پروتئین‌های از روی دی‌ان‌ای هستند) برای انتقال این سلول‌ها به حالت خون‌ساز استفاده کردند. آن‌ها دریافتند پنج فاکتور به نام‌های RUNX1, ERG, LCOR, HOXA5 و HOXA9 برای انتقال سلول‌ها به حالت صحیح مورد نیاز است. با انتقال این سلول‌ها به موش‌های آزمایشگاهی مشاهده شد که گلبول‌های قرمز و سفید خونی با موفقیت از آن‌ها تولید شدند. جورج دالی از بیمارستان تخصصی اطفال بوستون و سرپرست این گروه تحقیقاتی می‌گوید:

ما به‌طرز وسوسه کننده‌ای به تولید خون واقعی درون لوله‌ی آزمایش نزدیک شده‌ایم. این مقاله حاصل ۲۰ سال تلاش ما در این زمینه بوده است.

مقاله‌ی دوم کمی متفاوت از اولی ولی به همان اندازه مهم است. در این پژوهش گروهی از محققان از دانشکده‌ی پزشکی ویل کرنل نیویورک به‌جای استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی یا پرتوان القایی از سلول‌های بنیادی بالغ گرفته شده از دیواره‌ی ریه‌ی موش‌ها استفاده کردند. این گروه سپس با اضافه کردن چهار فاکتور رونویسی ژنتیکی Fosb, Gfi1, Runx1, و Spi1 موفق شدند این سلول‌ها را بدون نیاز به مرحله‌ی القای پرتوانی تبدیل به سلول‌های خونی فعال کنند.

سلول‌های بنیادی بالغ برای تبدیل به سلول‌خونی، پس از اضافه شدن چهار فاکتور رونویسی ژنتیکی مذکور، درون ظروفی با طراحی ویژه نگهداری شدند تا حالت رگ‌های خونی را بازسازی کنند. شرایط محیطی نقش مهمی در تبدیل سلول بنیادی به سلول‌‌های تخصصی دارند. این سلول‌ها با موفقیت به سلول خونی تبدیل شدند و سپس شروع به زیاد شدن کردند. تزریق دوباره‌ی این خون به موش‌های آزمایشگاهی نیز با موفقیت همراه بود.

سرپرست این گروه تحقیقاتی دکتر شاهین رفیعی (دانشمند مطرح ایرانی) است. او در مصاحبه با نیچر میگوید:

تفاوت میان روش ما و روش گروه جورج دالی چشم گیر است. ما مرحله‌ی تولید سلول‌های بنیادی القایی را دور زده‌ایم. مقایسه‌ی میان روش ما و روش گروه دالی مانند مقایسه‌ی بین یک پرواز هوایی مستقیم از مبدا به مقصد با پروازی است که ابتدا باید به کره‌ی ماه برود و سپس به مقصد برسد!

رقابت‌های علمی این‌چنینی و بحث روی احراز مالکیت فکری بسیار جذاب هستند. شاید این‌طور به ذهن متبادر شود که روش رفیعی روش برتر است ولی از آنجا که تاکنون هیچ آزمایشی در این مورد روی انسان‌ها صورت نگرفته است ما نمی‌دنیم کدام یک از این دو روش در انسان‌ها موثرتر خواهد بود.

فارغ از این رقابت علمی جذاب، دستاورد هر دو گروه تحقیقاتی قابل‌توجه است و گام بزرگی در تولید سلول‌های خونی و کمک به بیماران خواهد بود. نتایج هر دو تحقیق در مجله‌ی علمی معتبر نیچر منتشر شده است و شما می‌توانید در صورت علاقه‌مندی، اصل مقاله‌ی دکتر جورج دالی را از این‌جا و مقاله‌ی دکتر شاهین رفیعی را از این‌جا بخوانید.