استفاده از مهندسی بافت درپیوند سلولهای بتای پانکراس

به دلیل نیاز به تزریق چند گانه ی انسولین در دیابت نوع یک (بیماری خود ایمنی) و نیز اهمیت نقش سلولهای جزایر لانگرهانس در تولید انسولین در دیابت نوع II، محققین در سراسر دنیا در جستجوی یافتن راههای بهتری برای مقابله با این بیماری هستند.

درحال حاضر گروهی از محققین با تحقیقاتی بروی حیوانات به روش جدیدی درتهیه و پیوند بافت پانکراس دست یافتند که می تواند درکنترل قند خون موشهای دیابتی موثر واقع شود.

پرفسور levenbergبا صرف سالهای متمادی تحقیق در زمینه ی جایگزینی ارگانهای انسان با ساختن یک داربست توانست بافت جزایر لانگرهانس پانکراس را که با یک شبکه ی سه بعدی از رگهای خونی احاطه شده اند با موفقیت به بدن موشهای دیابتی پیوند بزند. بافت ساخته شده توسط پرفسورlevenberg  و تیم تحقیقاتی اش مزایای قابل توجهی نسبت به بافت هایی که قبلاً برای پیوند از بافت پانکراس سالم تهیه می شدند، دارد.

براساس اظهارات دکتر levenbergکه در آخرین شماره ی مجله ی PLoS ONEبه چاپ رسید، در بافتهای مهندسی شده ، سلولهای تولید کننده ی انسولین به مدت طولانی تری زنده می مانند و مقدار بیشتری انسولین وسایر هورمونهای ضروری دیگر را تولید می کنند. هنگامیکه این بافت را به موش دیابتی پیوند می زنند سلولهای پیوندی عملکرد خوبی نشان داده و برای کاهش قند خون موش به مقدار کافی انسولین تولید می کنند.

پیوند بافت پانکراس که حاوی سلولهای تولید کننده ی هورمون است یکی از درمانهای در نظر گرفته شده برای افراد مبتلا به دیابت نوع یک که تولید انسولین دربدنشان کاهش یافته یا بکلی متوقف شده وسلولهای جزایر لانگرهانس آنها نابود شده است، می باشد.

اما از آنجائیکه اهدا کنندگان بافت واعضا کمیاب هستند واز سوی دیگر به دلیل احتمال قوی شکست پیوند این روش مواجه با مشکلاتی بوده است . کلید موفقیت این روش شبکه ی خونی سه بعدیی است که در بافت مهندسی شده تعبیه شده است زیرا ارتباط سلولها با یکدیگر از طریق ترشح هورمونهای رشد و سایر مولکولها سبب بهبود شانس موفقیت پیوند ، بقاء وعملکرد طبیعی آنها می شود.

یافته های بدست آمده از این تحقیق نشان میدهد که وجود شبکه ی رگهای خونی تعبیه شده، سیگنال کلیدی بقاء بافت پانکراس پیوند زده شده قبل از تشکیل رگ خونی دربدن حیوان مذکور می باشد.

 دکتر levenbergمی گوید: سلولهای جزایر لانگرهانس غالباً بدون هیچگونه رگ خونی به بدن گیرنده پیوند زده می شدند در نتیجه تا زمانیکه سلولهای پیوندی با سیستم عروقی گیرنده پیوندی برقرار نمی کرد سلولها از نظر رسیدن اکسیژن ومواد غذایی در انزوا بودند.

محققان دراین روش با استفاده از سیستم سه بعدی شبکه خونی توانستند چندین نوع سلول را برای تشکیل بافت جدید در یک داربست گرد هم آورده و با موفقیت پیوند زنند.

دانشمندان با استفاده از نوعی ماده ی پلاستیکی متخلخل توانستند داربستی را طراحی کنند که جزایر لانگرهانس موش را در آن لانه گزینی کرده و با گرفتن رگهای خونی ظریف از بند ناف انسان و سلولهای پوست ختنه گاه توانستند رگهای خونی را تشویق به ساختارهای لوله ای شکلی کنند که به عنوان شبکه ی خونی در بافت پیوند شده بتواند مواد غذایی و اکسیژن را به سلولها منتقل کند.

دکتر لونبرگ و همکارانش دریافتند که عمر سلولهای جزایر در چنین محیط غنی از مواد غذایی و اکسیژن که حاوی چندین نوع سلول مختلف بود، سه برابر مدت زمان معمولی که سلولهای جزایر به خودی خود رشد می کردند می باشد.

دکتر levenbergمعتقد است که استفاده از این تکنولوژی بصورت آزمایشی برای انسان هنوز امکان پذیر نیست اما او می افزاید: درحال حاضر به بررسی داربست های سه بعدی با استفاده از سلولهای جزایر لانگرهانس انسانی مشغول هستیم .

به گفته ی دکتر luo: مزایای استفاده از این نوع داربست بسیار زیاد است برای مثال تعداد سلولهای جزایری که برای کاهش قند خون در موش در این روش لازم است تقریباً نصف مقدار مورد نیاز در روش های قبلی پیوند است.

به گفته ی محققین Northwesternمدل سه بعدی استفاده شده در این تحقیق، چنانچه بتوانیم با سلولهای انسانی این آزمایش را تکرار کنیم نتایج بالینی مهم و سریعی ارائه خواهد داد.

این مدل همچنین پلت فرم خوبی برای مطالعه ی جزئیات ومکانیسم هایی که درموفقیت پیوند نقش دارند، فراهم کرده است.

دکتر lewisوهمکارانش یکی دیگر از اعضای تیم آزمایشگاه کلینیکی جزایر لانگرهانس هستند که در گزارش اخیر خود به عملکرد سیستم ایمنی دربرابر سلولهای پیوند شده اشاره می کنند. گروه دکتر lewisبه بررسی سلولهایی از سیستم ایمنی پرداختند که مسئول پاسخ اولیه ی سیستم ایمنی بدن می باشند. این سلولها که به سلولهای دندریتیک معروف هستند بطور طبیعی مولکولها را از محل پیوند جمع آوری کرده و آنها را به گره های تخلیه ی کننده ی لنفاوی تحویل می دهند تا به سلولهای لنفوسیتی گیرنده ی پیوند ارائه شوند.

 محققین نشان دادند که پروتئینی که بطور طبیعی ساخته می شود و alpha1- antitrypsin  یا AATنام دارد این سلولها را به منظور بالا بودن تعداد سلولهای Tمحافظتی بکار می گیرد، که در نتیجه سبب حفاظت بحرانی در برابر سلولهای پیوند شده می شود.

براساس آزمایشات انجام شده، مولکولAAT   به جای تبدیل سلولهای ندریتیک به فنوتیپ بالغ وفعال سلولهای Tسبب تبدیل سلولهای دندریتیک از فرم نابالغ به شبه بالغ می شود. در اینجا سوالی که پیش می آید این است که آیا این سلولهای دندریتیک شبه بالغ، دارای قابلیت مهاجرت به گره های تخلیه کننده ی لنفاوی هستند؟ و بالاخره اگر این سلولها قادر به مهاجرت به گره های لنفاوی نباشند، قادر نخواهند بود مسیر سیستم ایمنی را به نفع سلولهای پیوند شده تغییر دهند.

اما محققین با کمال تعجب در محیط کشت و در حیوان زنده مشاهده کردند که درحضور AAT، سلولهای ندریتیک نه تنها به گره های لنفاوی مهاجرت می کنند بلکه بسرعت حرکتشان نیز بیشتر می شود.

یکی از مطالبی که از یافته های این تحقیق بدست آمد مربوط به پروتکل های درمانی استفاده از سرکوب کننده های سیستم ایمنی است که نتیجه خوبی ندارد. روشی که توسط این محققین ابداع شده است ازنظر دانش عملی دچار تناقص است. هنگامیکه پیوند یک ارگان مانند کلیه صورت می گیرد وارگان پیوند شده به سیستم خونی گیرنده متصل می شود ورود سیستم ایمنی سبب رد شدید پیوند مربوطه می شود . حال درمورد سلولهای جزایر پانکراس یک پارادوکس وجود دارد از این نظر که جدایی خونی از گیرنده ی پیوند از حمله ی سلولهای سیستم ایمنی ممانعت می کند اما از سوی دیگر با سیستم خونرسانی که در این تحقیق انجام شده است پاسخ به سیستم ایمنی بدن گیرنده نیز مشکلی است که این گروه تحقیقاتی بر آن چیره شده اند.

منبع: www. smartbrief.com