25 نوامبر 2024- پزشکی بازساختی این نوید فوق‌العاده را می دهد که بیمارانی که در آینده به سلول‌ها، بافت‌ها یا اندام‌های جدید نیاز دارند، دیگر نیازی به تکیه بر اهداکنندگان نخواهند داشت. کمبود اعضای بدن و عدم تطابق نوع سلولی به مشکلاتی در گذشته تبدیل خواهد شد و با گزینه های ایمن و بر اساس تقاضا برای هرکسی که نیاز به پیوند دارد، جایگزین می شود.
این رشته ی انقلابی هنوز با چالش‌های زیادی مواجه است، از جمله تمایز سلولهای بنیادی به انواع سلولهای مورد نظر برای درمان، و بعد از گذر از این مرحله و تولید سلول‌ها یا بافت‌های صحیح که بتوانند با موفقیت در بدن عمل کنند، رد سلول های جدید توسط سیستم ایمنی مانع بزرگی برای استفاده از این سلول ها است که امروزه برای غلبه بر این مانع، درمان‌های پزشکی بازساختی به سرکوب سیستم ایمنی بدن می پردازند، که بیماران را در برابر خطرات محیطی مانند ویروس‌ها، باکتری‌ها و سلولهای سرطانی آسیب‌پذیر می‌کند.
در یک رویکرد جدید برای مقابله با این موانع، محققان دانشگاه پزشکی کارولینای جنوبی و دانشگاه فلوریدا، اخیراً روی یک استراتژی جدید و بسیار خاص برای درمان دیابت نوع 1 (T1D) با استفاده از پیوند سلولهای بتای برچسب‌گذاری شده با محافظت موضعی در برابر سیستم ایمنی توسط سلول های ایمنی تخصصی که با یک مولکول گیرنده ی مکمل اما بی اثر برچسب گذاری شده اند، همکاری کردند.
پرفسور لئوناردو فریرا، محقق مرکز سرطان MUSC Hollings و یکی از محققین اصلی این مطالعه، گفت: استفاده از مهندسی سلول های بنیادی و مهندسی سلول هایT تنظیمی (Treg) اولین گام به سمت یک روش قابل دسترس و غیرسفارشی برای درمان دیابت نوع 1 است.
در این مطالعه که در ژورنال Cell Reports منتشر شده است، محققان یک همکاری منحصر به فرد را توصیف کردند که از تخصص مهندسی سلول های بتا در آزمایشگاه دکتر هولگر راس، دانشیار فارماکولوژی و درمان در دانشگاه فلوریدا؛ همراه با تخصص ظریف جراحی و تخصص سلول T گیرنده آنتی ژن کایمریک(CAR) موجود در مرکز سرطان هالینگز استفاده شده است.
برای بیماران T1D، مشکل با حمله ی سیستم ایمنی به سلولهای بتای پانکراس، سلول‌هایی که هورمون انسولین را برای تنظیم سطح قند خون تولید می‌کنند، شروع می‌شود. بدون یک روش قابل اعتماد برای خودتنظیمی سطح گلوکز خون، بیماران مجبور می شوند برای حفظ سلامت و جلوگیری از عوارض خطرناک دیابت مانند نوروپاتی، قطع عضو و نابینایی، با یک رژیم مراقبتی مادام العمر از پایش گلوکز و مدیریت انسولین زندگی کنند.
در حال حاضر، برای برخی از بیماران مبتلا به T1D کنترل نشده ممکن است پیوند سلول های جزایر با استفاده از سلول های بتا از اهدا کنندگان در نظر گرفته شود. سلولهای بتا از پانکراس اهداکننده جدا شده، خالص شده و به کبد بیمار تزریق می شوند، تا در آنجا ساکن شده و شروع به ترشح انسولین کنند.
با این حال، این گزینه مستلزم آن است که بیماران تا پایان عمر از داروهای سرکوب گر سیستم ایمنی استفاده کنند تا بدن سلولهای بتای خارجی را دفع نکند. این روش همچنین به در دسترس بودن سلول های اهداکننده نیاز دارد که ممکن است بیمار را در صف انتظار طولانی قرار دهد یا اصلاً اتفاق نیافتد.
برای تمرکز بر یک راه حل جایگزین، محققان از یک استراتژی مهندسی با سلول های بتای برچسب گذاری شده تولید شده از سلول های بنیادی استفاده کردند. برای القای محافظت موضعی ایمنی، محققان استفاده از Tregs را انتخاب کردند. Tregs، نوعی سلول ایمنی است که پاسخ ایمنی را نظارت و کنترل می کند.
پرفسور فریرا، گفت: "بیشتر سلول های سیستم ایمنی بدن بر کشتن عناصر مهاجم متمرکز هستند، اما سلولهایTregs ، ژنرال های سیستم ایمنی هستند. آنها مطمئن می شوند که در هیچ چیز زیاده روی نشود و سیستم ایمنی را در مورد نحوه واکنش در آینده آموزش می دهند."
محققان از یک مدل موش برای آزمایش استراتژی خود استفاده کردند. آنها سلولهای بتای مشتق شده از سلولهای بنیادی مهندسی شده، را که شامل یک برچسب غیرواکنشی - یک نسخه ی غیرفعال از گیرنده فاکتور رشد اپیدرمی - بودند به کپسول کلیوی موش‌های دارای نقص ایمنی پیوند زدند. محققان نشان دادند که سلول‌ها در این محل تثبیت شده و شروع به ساخت انسولین عملکردی می کنند.
در مرحله بعدی آزمایش، محققان این موش ها را در معرض یک نوع تهاجمی از سلول های ایمنی قرار دادند تا بقای سلول های بتا پیوندی را در مواجهه با یک پاسخ ایمنی شبیه سازی شده بررسی کنند. همانطور که انتظار می رفت، تمام سلول های بتا توسط پاسخ ایمنی از بین رفتند، همان چیزی که در افراد مبتلا به دیابت نوع 1اتفاق می افتد.
برای جلوگیری از این اتفاق در مرحله بعدی، محققان Tregs تخصصی را به چالش ایمنی قبلی اضافه کردند. سلول های Tregs با فناوری CAR تولید شدند، بر روی این سلول ها گیرنده ای قرار داده شد که به طور خاص برچسب EGFR بی اثر موجود بر روی سلول های بتای پیوند شده را تشخیص می داد. این بار محققان مشاهده کردند که محافظت ایمنی مورد انتظارشان عمل می کند و سبب می شود که سلولهای بتای پیوند شده سالم و عملکردی در خانه جدیدشان، باقی بمانند.
پرفسور فریرا با ابراز مسرت از این نتایج، گفت: ما برای برداشتن گام های بعدی انرژی لازم را دریافت کردیم، با این رویکرد ما هم قفل و هم کلید ایجاد تحمل ایمنی را ساختیم.
اکنون که پرفسور فریرا و همکارانش امکان‌پذیری رویکرد خود را برای درمان T1D نشان داده‌اند، قصد دارند به تلاش‌های تحقیقاتی خود، از جمله ساختن یک مجموعه کاملاز قفل ها و کلیدها، سلول های بنیادی متمایز شده و Tregs محافظ برچسب گذاری شده، برای اهداف متعدد، مانند هدف قرار دادن برخی سرطان ها، لوپوس و سایر بیماری های خود ایمنی ادامه دهند.
چند سوال باقی می ماند، مانند لیگاند خاصی که باید برای پیوند سلول ها به انسان استفاده شود و طول عمر حفاظت ایمنی با واسطه Treg. لیگاند یا برچسب باید بی اثر باشد و هیچ تاثیر منفی بر عملکرد سلول ها نداشته باشد یا هیچ واکنشی ایجاد نکند که سبب بروز عوارض جانبی شود. اما هنوز مشخص نیست که آیا یک درمان Tregموثر خواهد بود یا به تکرار درمان با Treg در فواصل زمانی نیاز باشد.
از آنجایی که Tregs می تواند سلول های ایمنی را برای حفظ تحمل ایمنی آموزش دهد، ممکن است یک درمان کافی باشد، اما تحقیقات بیشتری برای درک اثرات بلندمدت مورد نیاز است.
پاسخ به این سؤالات و تأیید اعتبار این رویکرد برای انسان ممکن است به زودی دیابت نوع 1 را از یک بیماری مزمن و با عوارض وحشتناک به یک بیماری با مدیریت آسان تر تبدیل کند.
منبع:
https://medicalxpress.com/news/2024-11-bioengineering-strategy-immune-beta-cell.html