سلول های پانکراس انسانی مهندسی شده با موفقیت موش های دیابتی را درمان نمود

8 مه 2018– پژوهشگران، جزایر پانکراس انسان را به روش مهندسی بافت در یک آزمایشگاه فرآوری کردند، بطوریکه این جزایر با ایجاد سیستم گردش خون قادرند هورمون هایی مانند انسولین را ترشح کنند، محققان با پیوند این جزایر به موشهایی که به دیابت نوع 1 مبتلا شده بودند، موفق به درمان این موشها شدند.دانشمندان از یک فرایند جدید مهندسی زیستی به نام کشت سلولی خود تراکمی استفاده کردند. محققان مرکز پزشکی بیمارستان کودکان سینسیناتی در دانشگاه ایالات متحده آمریکا و دانشگاه Yokohama City در ژاپن می گویند: این تکنولوژی به علم پزشکی کمک می کند تا روزی بتواند بافتهای انسان را از سلول های خود بیمار برای درمان های ترمیمی تولید کند. دانشمندان در گزارش داده های تحقیقاتی خود در مجله ی Cell Reports می گویند: هدف آنها این است که یک روز فرآیند زیست مهندسی استفاده شده در تولید و پیوند جزایر پانکراس به موش را برای بیماران مبتلا به دیابت مورد استفاده قرار دهند.

این تصویر، جزایر پانکراس دارای عروق (مناطق سبز) را نشان می دهد که توسط محققان،زیست مهندسی شده و به یک موش پیوند شده است. این تصویر جزایر زیست مهندسی شده، که دارای شبکه ای از عروق خونی هستند (قرمز) و هورمون هایی مانند انسولین را ترشح می کنند، هفت روز پس از پیوند نشان می دهد.
دکتر Takanori Takebe، پزشک متخصص در مرکز سلول های بنیادی و پزشکی ارگانوئید کودکان سینسیناتی گفت: این روش ممکن است به عنوان یک استراتژی اصلی درمانی برای دیابت نوع 1 عمل کند، بیماری دیابت نوع 1، یک بیماری تهدید کننده ی زندگی است که سالانه 74 هزار مورد جدید آن تشخیص داده می شود، این بیماری هرگز از بین نمی رود، بنابراین توسعه ی رویکردهای موثر و احتمالا دائمی به درمان میلیون ها کودک و بزرگسال مبتلا به این بیماری در سراسر جهان کمک خواهد کرد. او افزود: این تکنولوژی قبل از استفاده ی درمانی در کلینیک نیاز به تحقیقات بیشتری دارد.

دانشمندان این سیستم را با سلول های ارگانهای انسانی اهدا شده (از پانکراس، قلب، مغز و غیره)، سلول های اندامهای موش و سلول های بنیادی پلوریپوتنت القایی(iPS) آزمایش کردند.سلول های بالغ فرد (مانند سلول های پوست) با برنامه ریزی مجدد، به سلول هایiPS که شبیه به سلول های جنینی عمل می کنند، تبدیل شده و می توانند هر نوع بافت را در بدن ایجاد کنند.
محققان در فرایند مهندسی بافت همچنین از دو نوع سلول پروژنیتور جنینی استفاده می کنند که از تشکیل بدن و ارگان های خاص آن حمایت می کنند. اینسلول های پروژنیتور سلول های بنیادی مزانشیمی(MSNs)  و سلول های اندوتلیال عروقی بند ناف انسانی(HUVECs) هستند.
محققان با استفاده از سلول های ارگانهای انسانی اهدا شده، سلول های موشی یا سلول هایiPS، در ترکیب با سلول های بنیادی مزانشیمیوHUVEC همراه با سایر مواد ژنتیکی و بیوشیمیایی موفق به تولید جزایر پانکراس شدند.در شرایطی که موجب تغذیه و پرورش سلولها می شود، مواد تشکیل دهنده بصورت متراکم و خودسازماندهی شده وارد جزایر پانکراس می شوند. محققان اعلام کردند پس از آنکه جزایر مهندسی شده به مدل های موشی مبتلا به دیابت نوع 1 شدید پیوند شدند، بیماری این حیوانات از بین رفت.

چالش منبع خون

جزایر پانکراس انسانی در حال حاضر می توانند به بیماران دیابتی پیوند شوند.متاسفانه، میزان موفقیت این پیوندها نسبتا کم است، زیرا بافت ها، عروق و منبع خونی خود را در طی فرآیندهایی که قبل از پیوند جزایر انجام می شود، از دست می دهند و این باعث می شود که دریافت حداکثر فواید این روش برای بیمارانی که تحت پیوند قرار می گیرند، دشوار شود.
به گفته ی محققان، اگر چه مهندسی بافت مبتنی بر سلولهای بنیادی دارای پتانسیل درمانی بالقوه ای می باشد، اما استفاده از آن نیز در آینده با چالش مهمی برای تضمین تامین خون برای تغذیه ی بافت پیوند شده، مواجه است.
دکتر Taniguchiگفت: ما به نوعی استراتژی نیاز داریم که از طریق توسعه ی به موقع شبکه های عروقی، موفقیت پیوند را تضمین کند. ما در این مطالعه نشان دادیم که سیستم کشت سلولی خود تراکمی، تشکیل عروق را در بافت ترویج می کند.
جزایر پانکراسی که توسط این فرایند تولید می شوند، نه تنها به سرعت پس از پیوند به مدل های حیوانی دیابت نوع 1، شبکه های عروقی خود را تشکیل می دهند بلکه همچنین به عنوان بخشی از سیستم غدد درون ریز عمل کرده و به ترشح هورمون هایی مانند انسولین و هورمونهای تثبیت کننده ی کنترل گلیسمی در حیوانات می پردازند.
تیم تحقیقاتی دکترTakebe و Taniguchiدر حال حاضرتوانایی این فرایند کشت سلولی "خود تراکمی" را با استفاده از سلول هایiPS در تولید بافت مهندسی شده ی سه بعدی ارگانوئید کبد انسان که می تواند پس از پیوند به موشهای آزمایشگاهی، عروق خونی مورد نیاز خود را تولید کنند، نشان دادند.محققان گفتند که توانایی تولید قطعات بافتی اندامهایی که در بدن قادر به تولید عروق خونی خود باشند، مانند جزایر پانکراس، یک هدف طولانی مدت است که مطالعه ی کنونی هنوز به آن دست نیافته است.

منبع و سایت خبر:

Cell Reports, 2018; 23 (6): 1620-1629 DOI: 10.1016/j.celrep.2018.03.123

www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180508111745.htm