جزئیاتی از علم پشت موفقیت بالقوه ی سلول های بنیادی برای درمان دیابت

11 نوامبر 2021- هنگامی که شرکت داروسازی Vertex، ماه گذشته اعلام کرد که درمان تحقیقاتی او که یک درمان جایگزینی سلولهای مشتق شده از سلول های بنیادی است، به همراه داروهای سرکوبگر سیستم ایمنی، به اولین بیمار در فاز 1/2 کارآزمایی بالینی کمک کرد تا به طور قوی سلول های جزایر پانکراس کاملاً متمایز شده خود را تولید کند- سلول هایی که انسولین تولید می کنند- این خبر به عنوان یک پیشرفت بالقوه برای درمان دیابت نوع 1 مورد استقبال قرار گرفت. برای پرفسور داگلاس ملتون، یکی از مدیران موسسه سلول های بنیادی هاروارد و استاد دانشگاه Xander، که آزمایشگاه او پیشگام در علم پشت این درمان بود، این کارآزمایی جدیدترین نقطه عطف در تلاش او برای درک و درمان بیماری پس از چندین دهه بود. ما با پرفسور ملتون، در مورد علم پشت این پیشرفت، چالش های پیش رو و جنبه ی شخصی تحقیقات او مصاحبه کردیم. این مصاحبه برای وضوح و کوتاه شدن متن، ویرایش شده است.

اهمیت کارآزماییVertex چیست؟

ملتون: اولین تغییر عمده در درمان دیابت نوع 1 احتمالاً کشف انسولین در سال 1920 بود. اکنون 100 سال از آن زمان می گذرد و اگر این کار موثر واقع شود، درمان پزشکی افراد مبتلا به دیابت را تغییر خواهد داد. به جای تزریق انسولین، بیماران سلول هایی دریافت خواهند کرد که کارخانه های انسولین خودشان خواهند بود. این یک نوع جدید از درمان است.

در مورد مسیری که طی نمودید تا به این رویکرد رسیدید، صحبت کنید؟

ملتون: تقریباً دو دهه پیش این ایده را داشتیم که می‌توانیم از سلول‌های بنیادی جنینی برای ساخت جزایر پانکراس کاربردی برای بیماران دیابتی استفاده کنیم. وقتی برای اولین بار شروع کردیم، باید سعی می‌کردیم بفهمیم که سلولهای جزایر در پانکراس چگونه تکثیر و جایگزین می‌شوند. به عنوان مثال، خون به طور معمول توسط سلول بنیادی خونی دوباره تولید و جایگزین می شود. بنابراین، اگر با خونگیری خون بدهید، بدن شما خون بیشتری تولید می کند. اما ما در تحقیق بر روی موش ها نشان دادیم که این برای جزایر پانکراس درست نیست. هنگامی که آنها برداشته می شوند یا کشته می شوند، بدن حیوان بالغ ظرفیتی برای ساخت سلولهای جدید ندارد.

بنابراین اولین لحظه مهمکشف این موضوع بود که در یک فرد بالغ ظرفیتی برای ساخت جزایر جدید وجود ندارد. این ما را به منبع دیگری برای ساخت سلولهای جدید سوق داد و آن سلول های بنیادی بود. نکته مهم بعدی، پس از غلبه بر مسائل سیاسی پیرامون استفاده از سلول های بنیادی جنینی، این بود که بپرسیم: آیا می توانیم تمایز سلول های بنیادی را هدایت کنیم و آنها را به سلول های بتا تبدیل کنیم؟ این مشکل خیلی بیشتر از چیزی که انتظار داشتم طول کشید، من به همسرم گفتم که پنج سال طول می کشد، اما نزدیک به 15 سال طول کشید. این پروژه توسط تعداد زیادی از دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا و فوق دکترا انجام شد. البته هیچ یک از آنها 15 سال اینجا نبودند، اما همه آنها بر روی مراحل مختلف این پروژه کار کردند.

موسسه سلول های بنیادی هاروارد چه نقشی ایفا کرد؟

ملتون: این کار مطلقاً نمی‌توانست با استفاده از پشتیبانی مرسوم از مؤسسه ملی بهداشت انجام شود. اول از همه، کمک‌های مالی NIH با محدودیت‌های شدید همراه بود و ثانیاً، یک پروژه بلندمدت مانند این به راحتی با حمایت مالی اولیه که برای یک پروژه یک تا سه ساله ارائه می‌کنند، مطابقت ندارد. من همیشه سپاسگزارم و احساس خوشبختی می کنم که در یک موسسه خصوصی بودم که در آن بشردوستی، از طریق HSCI[1]، نه تنها مفید بود، بلکه تفاوت را ایجاد کرد.

همچنین از لری سامرز رئیس سابق هاروارد و استیو هیمن، مدیر مرکز تحقیقات روانپزشکی استنلی در مؤسسه Broad، که از ایجاد HSCI حمایت کردند، بسیار سپاسگزارم، به طور خاص ایده ی کشف پتانسیل سلولهای بنیادی پرتوان، برای پاسخ به سوالاتی در مورد چگونگی رشد، و نحوه ساخت سلول ها در بدن ما، در HSCI شکل گرفت، و امیدواریم برای یافتن درمان ها یا درمان های جدید برای بیماری ها نیز این حمایت ها ادامه داشته باشد. این ممکن است یکی از اولین نمونه هایی باشد که در آن نتیجه حاصل شده است. در آن زمان، استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی کاملاً بحث‌برانگیز بود و استیو و لری گفتند که این دقیقاً همان علمی است که می‌خواهند از آن حمایت کنند.

شما در راه اندازی دپارتمان سلول های بنیادی و زیست شناسی احیا کننده نقش اساسی داشتید. می توانید راجع به آن صحبت کنید؟

ملتون: دیوید اسکادن و من به راه اندازی این دپارتمان کمک کردیم او در دو دانشکده مشغول به کار است: دانشکده پزشکی هاروارد و دانشکده هنر و علوم. این نشان دهنده شکل گیری و قصد غیرمعمول این دپارتمان است. من در مورد دیابت و جزایر بسیار صحبت کرده ام، اما به تمام بافت ها و بیماری های دیگری که مردم از آن رنج می برند، نیز فکر کنید. اساتید و دانشجویانی در دپارتمان وجود دارند که روی قلب، اعصاب، ماهیچه، مغز و سایر بافت‌ها کار می‌کنند - در مورد همه جنبه‌هایی که چگونه رشد یک سلول و یک بافت بر شخصیت ما و روند بیماری تأثیر می‌گذارد. این دپارتمان یک بخش هیجان انگیز است زیرا در حال بررسی سؤالات تجربی مانند: چگونه یک اندام در دوره ی جنینی تشکیل می شود؟ این دپارتمان با این ایده تأسیس شد که نه تنها باید در مورد طبیعت سؤالات پرسید و به آنها پاسخ داد، بلکه می توان این کار را با این هدف انجام داد که نتایج منجر به درمان های جدیدی برای بیماری شود. این یک نوع بخش زیست شناسی کاربردی است.

این درمان جایگزینی سلولهای جزایر پانکراس توسط هاروارد ثبت اختراع شد و سپس مجوز کار به شرکت بیوتکنولوژی شما یعنی Semmaاهدا شد، که توسط Vertex خریداری شد. آیا می توانید توضیح دهید که چگونه این موضوع ارتباط شخصی شما را با تحقیق نشان می دهد؟

ملتون: سما به خاطر دو فرزندم، سم و اما، نامگذاری شده است. هر دو اکنون بالغ هستند و هر دو دیابت نوع 1 دارند. پسرم 6 ماهه بود که بیماری دیابت نوع 1 برای او تشخیص داده شد و این زمانی بود که برنامه تحقیقاتی ام را تغییر دادم و دخترم که چهار سال از پسرم بزرگتر است، حدود 10 سال بعد در 14 سالگی به دیابت مبتلا شد.

وقتی بیماری پسرم تشخیص داده شد، من چیزی در مورد دیابت نمی دانستم و روی چگونگی رشد قورباغه ها کار می کردم. تمرکز تحقیقاتم را تغییر دادم، مانند هر والدینی فکر کردم که "در این مورد چه کار خواهم کرد؟" دوباره به انعطاف پذیری هاروارد فکر کردم و از خودم پرسیدم آیا کسی نمی پرسد که چرا برنامه تحقیقاتی خود را تغییر می دهید؟"

بعد چه اتفاقی افتاد؟

سلول‌های درمانی جایگزین مشتق از سلول‌های بنیادی که در اولین بیمار قرار داده شده‌اند، با دسته‌ای از داروها به نام سرکوب‌کننده‌های ایمنی ارائه شدند که قدرت سیستم ایمنی بیمار را کاهش می‌دهند. آنها مجبورند این کار را انجام دهند زیرا این سلول ها از خود بیمار گرفته نشده اند و بنابراین آنها توسط سیستم ایمنی به عنوان "سلولهای خودی" شناسایی نمی شوند. بدون سرکوب کننده های ایمنی، بدن فرد گیرنده، پیوند را رد می کند. ما می خواهیم راهی برای ساخت سلول هایی با مهندسی ژنتیک پیدا کنیم که به عنوان سلول خارجی شناخته نشوند.

به نظر من این یک مشکل قابل حل است. چرا که وقتی زنی باردار می شود، آن نوزاد دو دسته ژن دارد. ژن‌هایی از تخمک، که از مادر می آیند و به‌عنوان «خودی» شناخته می‌شوند، اما ژن‌هایی از پدر نیز دارد که «غیر خودی» هستند. چرا بدن مادر جنین را پس نمی زند؟ اگر بتوانیم آن را بفهمیم، به تفکر ما در مورد اینکه چه ژن‌هایی را در جزایر مشتق شده از سلول‌های بنیادی خود تغییر دهیم، کمک می‌کند تا بتوانیم آنها را به بدن هر فردی وارد کنیم. این نه تنها به دیابت، بلکه برای هر سلولی که می‌خواهید برای پیوند کبد یا حتی پیوند قلب استفاده کنید، نیز مربوط می‌شود. این می تواند به این معنی باشد که دیگر نباید نگران سرکوب سیستم ایمنی باشیم و ما در این مسیر به تحقیقات خود ادامه می دهیم.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2021-11-diabetes-science-potential-stem-cell.html