مقدمه
با بيش از نيم قرن تحقيق، امروزه مطالعه سلول هاي بنيادي يكي از هيجان انگيزترين و سريع الرشدترين مباحث زيست شناسي مي باشد كه كشفيات كليدي در هر دو حوزه آزمايشگاهي و كلينيكي باعث گسترش استفاده از اين سلول ها در حفظ حيات انسان ها گرديده است

. جديدترين روش هاي بيوتكنولوژيكي كه باعث توسعه دانش زيست شناسي سلولي و علم پزشكي در دهه آينده خواهد شد، بررسي موشكافانه تكنيك هاي لازم براي جداسازي و كشت سلول هاي بنيادي، به ويژه سلول هاي بنيادي انساني و كاربرد آنها در درمان بيماري ها مي باشد

. امروزه دانش ما در اين زمينه به حدي پيشرفت كرده است كه سلول هاي بنيادي انساني ديگر عامل محدود كننده اي در تحقيقات زيست پزشكي نخواهد بود. درحال حاضر در كشور ما نيز تحقيقات گسترده اي در زمينه ابداع و توسعه اين تكنولوژي ها در حال اجرا مي باشد كه بي شك در دهه هاي آينده علي رغم امكان بروز بحث هاي جنجال برانگيز منجر به جهشي در دانش زيست شناسي سلولي خواهد شد.

علم درمان با سلول هاي بنيادي نويدهايي براي ايجاد روش هاي درماني بر پايه سلول براي بيماري هاي خطرناكي چون ديابت، بيماريهاي قلبي و … با فراهم نمودن سلول هاي سالم براي جايگزيني بافت ها و اندام هاي بيمار به همراه داشته است. كمبود منابع فارسي كافي و در عين حال روان در زمينه سلول هاي بنيادي، ما را بر آن داشت

تا با گردآوري اين مجموعه بتوانيم سهمي هر چند كوچك در راستاي معرفي و گسترش اين دانش رو به رشد داشته باشيم. اين نوشتار نظري اجمالي بر وضعيت كنوني تحقيقات روي سلول هاي بنيادي و درمان با اين سلول ها را خواهد داشت و مي تواند منبعي مفيد براي اساتيد و دانشجويان مقاطع مختلف زيست شناسي و علوم پزشكي و كليه افراد علاقمند به درك يافته هاي جديد علمي در اين زمينه باشد.

سلول هاي بنيادي چيست؟
مفهوم سلول بنيادي
مبحث سلول هاي بنيادي يكي از جذاب ترين موضوعات زيست شناسي در دورة كنوني است. با وجود پيشرفت هاي بسيار گسترده صورت گرفته و نيز سرعت يافتن كشفيات جديد دراين زمينه،‌مانند تمامي حوزه هاي در حال پيشرفت ساير علوم، هر يافته جديد چندين سؤال علمي تازه را در پي خواهد داشت. شايد بسياري تصور كنند كه سلول هاي بنيادي، سلول هايي عجيب و غير عادي هستند اما در حقيقت آنها بسيار ساده تر از سلول هاي ديگر ميباشند.

سلول بنيادي سلولي است كه توانايي تكثير و بازسازي خود را براي دوره هاي نامحدود و اغلب در تمامي طول مدت زندگي موجود زنده حفظ مي كند. اين سلول ها تحت شرايط مناسب و سيگنال هاي خاص قادرند به بسياري از انواع سلول هاي سازنده بدن موجود زنده تمايز يابند. آنها نه تنها همان سلول هايي هستند كه در ساختمان رويان اوليه، منشأ تمامي سلول هاي بدن موجود زنده مي گردند بلكه در بدن افراد بالغ نيز در برخي بافت ها بصورت پراكنده يافت شده اند و وظيفه نوسازي وترميم بافت هاي بدن فرد بالغ را برعهده دارند.

نمونه بسيار آشناي اين روند، نوسازي مداوم سلول هاي خوني توسط سلول هاي بنيادي موجود در مغز استخوان، ترميم لايه سطحي روده ها و لايه سطحي پوست مي باشد. بنابراين بر خلاف تصور اين سلول ها سلول هايي نيستند كه بطور مصنوعي توليد شوند، بلكه آنها به صورت طبيعي وجود دارند و تنها بايد جدا شده و كشت داده شوند

. البته بايد گفت مشكلات و پيچيدگي هاي عمده اين تكنيك مربوط به جداسازي و كشت اين سلول ها مي باشد. به بيان ديگر خود اين سلول ها كشف جديدي نيستند بلكه تكنولوژي تكثير و تمايز كنترل شده آنها است كه بسيار جديد و بحث برانگيز مي باشد. با تمام اين اوصاف امروزه امكان برنامه ريزي مجدد براي تك تك سلول هاي بدني فرد بالغ و تبديل آنها به سلول هاي بنيادي در حال بررسي است.

كاربردها و اهميت سلول هاي بنيادي
تحقيق روي سلول هاي بنيادي ما را به درك چگونگي تكوين يك موجود زنده از يك سلول منفرد قادر مي سازد. همچنين اين علم مي تواند چگونگي جايگزين شدن سلول هاي آسيب ديده با سلول هاي سالم در بدن يك فرد بالغ را تشريح نمايد. بخش ديگري از اين دانش رو به رشد كه شايد هيجان انگيزترين بخش آن نيز به شمار مي رود امكان درمان بر پايه سلول را كه اغلب به عنوان پزشكي نوسازي يا ترميمي خوانده مي شود بررسي مي‌كند.

قبل از هر چيز شايد ضروري باشد اهميت وجود اين سلول ها براي آغاز و ادامه حيات موجود زنده مورد يادآوري قرار گيرد. در رويان ۵-۳ روزه كه بلاستوسيت نام دارد، سلول هاي بنيادي مسئول ايجاد سلول هاي ويژه اي از بافت هاي در حال تكوين هستند كه قلب، شش ها، پوست و انواع ديگر سلول هاي بدن را تشكيل مي دهند. در بدن فرد بالغ نيز در برخي بافت ها مانند مغز استخوان، ماهيچه ها و مغز، سلول هاي بنيادي بصورت پراكنده حضور دارند و مسئول جايگزيني سلول هاي جديد به جاي سلول هايي هستند كه از طريق فرسايش عادي يا آسيب هاي ناشي از جراحات يا بيماري ها از بين مي روند.

كاربردهاي تحقيقاتي
علاوه بر نقش حياتي اين سلول ها در شكل گيري و ادامه حيات موجودات زنده، آنها منشأ تحول عظيمي در پيشرفت علوم سلولي، پزشكي باليني، جنين شناسي و مطالعه تكوين در دهه اخير بوده اند زيرا سلول هاي بنيادي انساني يا حيواني استفاده هاي بسياري در تحقيقات كلينيكي و علوم پايه دارند. مطالعه سلول هاي روياني انساني ممكناست اطلاعاتي را درباره رخدادهاي پيچيده اي كه در طي تكوين انسان اتفاق مي افتد ارائه نمايد. اولين هدف از انجام اين مطالعات درك چگونگي فرايند تمايزمي باشد. امروزه دانشمندان مي دانند كه روش و خاموش شدن ژن ها در فرآيند نقش بسيار مهمي دارد و معمولاً بسياري از بيماري هاي خطرناك مانند سرطان و نقايص مادرزادي در نتيجه تمايز و رشد غير عادي سلول ها روي مي دهند.

درك بهتر چگونگي كنترل مولكولي و ژنتيكي اين فرآيندها ممكن است درباره نحوه بروز اين بيماري ها اطلاعات بسياري را در اختيار ما قرار دهد و در نتيجه راههاي جديدي را براي درمان آنها ارائه نمايد. مشكلعمده موجود در اين زمينه و كاربردهاي ديگر سلول هاي بنيادي اين است كه دانشمندان سيگنال هاي روشن و خاموش كننده ژن ها و نحوه اثر آن بر تمايز سلول هاي بنيادي را بطور كامل درك نكرده اند.

علاوه بر كاربردهاي ياد شده، سلول هاي بنيادي انساني مي توانند براي آزمايش داروهاي جديد مورد استفاده قرار گيرند. به اين ترتيب كه داروهاي جديد را براي اطمينان ميتوان روي سلول هاي تمايز يافته حاصل از رده هاي سلولي چند تواني انساني آزمايش كرد. در حال حاضر انواع ديگر رده هاي سلولي براي اين منظور استفاده مي شوند. براي نمونه مي توان به رده هاي سلولي سرطاني اشاره نمود كه براي امتحان داروهاي ضد تومور بالقوه مورد استفاده قرار مي گيرند.

اما بايد توجه داشت دسترسي آسانتر به سلول هاي بنيادي چند توان امكان تست داروها را در محدوده وسيع تري از انواع سلول ها خواهد داد. به هر حال جهت آزمون و انتخاب داروها بصورت كارآمد، بايد شرايط براي داروهاي مختلف يكسان باشد

. براي اين منظور دانشمندان قادر باشند تمايز سلول هاي بنيادي را به انواع سلول هاي خاص مورد نظر جهت آزمايش داروهاي مورد بررسي بصورت دقيق كنترل نمايند. دانش كنوني ما در مورد سيگنال هاي كنترل كننده تمايز آنقدر نيست كه بتواند شرايط را به طور كاملاً دقيق به صورتي كه هر بار سلول هاي تمايز يافته يكساني جهت تست هر دارو ايجاد شوند تقليد نمايد.

كاربردهاي درماني
شايد مهم ترين كاربرد بالقوه سلول هاي بنيادي انساني توليد سلول ها و بافتهايي است كه مي تواند جهت درمان بر پايه سلول مورد استفاده قرار گيرد. امروزه اغلب از بافتها و ارگان هاي اهدايي به منظور جايگزيني بافت هاي تخريب شده استفاده مي شود اما نياز به بافت ها و ارگانهاي پيوندي بسيار بيشتر از مقداري است كه اهداي آنها جوابگوي آن باشد.

علم درمان با سلولهاي بنيادي يكي از جديدترني و جنجال برانگيزترين مباحث علمي در دهه اخير بوده است. علت اهميت اين مباحث اين استك كه علم درمان با سلول هاي بنيادي چشم اندازهاي روشني به سوي درمان بيماريهايي كه در گذشته لاعلاج به نظر مي رسيدند ارائه نموده است. بيماران مبتلا به بيماريهاي مخربي چون آلزايمر، پاركينسون، اختلالات قلبي عروقي و ديابت وابسته به انسولين مي توانند اميدوار باشند تحقيقات بسيار سريع پژوهشگران اين علم به زودي درمان هاي قطعي براي دردهاي بي درمان آنها فراهم نمايد.

سلول هاي بنيادي كه وادار به تمايز به انواع خاص سلول ها مي شوند، امكان فراهم نمودن يك منبع قابل تجديد از سلول ها و بافتهاي جايگزين را براي استفاده در درمان بيماريهايي مانند پاركينسون، آلزايمر، ضايعات نخاعي،‌اختلالات قلبي عروقي، ديابت وابسته به انسولين، استئوآرتريت و آرتريت روماتوئيد را فراهم مي آورد. براي نمونه با استفاده از اين تكنيك امكان توليد سلول هاي ماهيچه اي قلب سالم در آزمايشگاه و سپس انتقال آنها به فرد بيمار وجود دارد.

تحقيقات اوليه روي موش و ديگر حيوانات نشان داد كه سلول هاي مغز استخوان انتقال يافته به درون قلب آسيب ديده مي تواند سلول هاي ماهيچه قلب را ايجاد كرده و قلب آسيب ديده را دوباره احياء نمايد. پژوهش هاي ديگري نيز اخيراً در سيستم هاي كشت سلولي انجام شده اند كه نشان مي دهند امكان هدايت مستقيم تمايز سلول هاي بنيادي روياني و يا سلولهاي بنيادي مغز استخوان به سلول هاي ماهيچه قلبي وجود دارد.

جهت رسيدن به چشم اندازها در درمان بيماري ها بر پايه سلول،‌دانشمندان بايد بتوانند سلول هاي بنيادي را طوري برنامه ريزي كنند كه شرايط لازم براي تمايز انتقال و پيوند موفق آنها حاصل شود. فهرستي از شرايطي كه براي درمان موفقيت آميز بر پايه سلول كه لازم است دانشمندان ايجاد كنند در زير آمده است:
– تكثير سريع و توليد مقادير كافي بافت
– قابليت تمايز به انواع سلولهاي دلخواه
– زنده ماندن پس از انتقال به فرد بيمار
– برقراري ارتباط با بافتهاي اطراف بعد از انتقال
– داشتن عملكرد درست براي ادامه زندگي بيمار
– نداشتن هر گونه زيان براي فرد دريافت كننده
براي اجتناب از هر گونه مشكل پس زدن ايمونولوژيكي ، دانشمندان در فكر استفاده از استراتژي هاي متفاوت براي توليد بافت هاي پيوندي نيز مي باشند. بطور خلاصه بايد گفت كه اميد به درمان بر پايه سلول هاي بنيادي يك موضوع بسيار پيچيده و هيجان انگيز است اما مشكلات تكنيكي قابل توجهي وجود دارند كه هنوز حل نشده باقي مانده اند و تنها با تحقيقات گسترده و مطالعات دقيق امكان حل آنها وجود خواهد داشت.
ويژگي هاي منحصر به فرد سلول هاي بنيادي
سلول هاي بنيادي متفاوت از تمام انواع سلول هاي بدني مي باشند. تمام سلول هاي بنيادي صرف نظر از اينكه منشأ آنها چيست داراي سه ويژگي عمده مي باشند:
۱- توانايي تقسيم و بازسازي خود را براي مدت هاي طولاني (شايد در طول عمر يك موجود زنده) حفظ مي كنند.