درمان سریع دیابت به کمک پیوند سلول‌های بنیادی
تکنیک جدیدی که برای تبدیل سلول‌های بنیادی انسانی به سلول‌های تولیدکنندهی انسولین ارائه شده است، درصورتی‌که نتایج آزمایش‌ها انجام‌شده روی موش‌ها، با موفقیت در آزمایش‌های انسانی نیز تکرار شود، امیدبخش درمان آینده دیابت است.
پژوهشگران روش جدیدی را برای تبدیل سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی (hPSCs) به سلول‌های بتای پانکراس پیدا کرده‌اند. سلول‌های بتا، سلول‌های سازنده‌ی انسولین هستند. هنگامی که سلول‌های تولیدکنندهی انسولین به موش‌هایی که دچار دیابت حاد بودند، پیوند زده شد، بیماری آن‌ها به‌سرعت درمان شد. جفری میلمن، مهندس زیست‌پزشکی دانشگاه واشنگتن می‌گوید:
این موش‌ها دچار دیابتی بسیار شدید و سطح قند خون بیش از ۵۰۰ میلی‌گرم به‌ازای دسی‌لیتر خون بودند؛ سطوحی که برای انسان می‌تواند کشنده باشد. وقتی ما سلول‌های ترشح‌کننده‌ی انسولین را به موش‌ها دادیم، طی دو هفته سطح گلوکز خون آن‌ها به‌حالت عادی بازگشت و برای ماه‌ها نیز به‌همان صورت ماند.
سلول‌های بنیادی پرتوان، سلول‌های تمایزنیافته‌ای هستند که ظرفیت تبدیل‌شدن به انواع مختلف سلول‌های بدن را دارند. بهره‌برداری از این پتانسیل در زمینه‌ی درمان دیابت، به این معنا است که پژوهشگران می‌توانند روش‌هایی برای تبدیل سلول‌های بنیادی به سلول‌های تولیدکنندهی انسولین پیدا کنند که افراد دیابتی فاقد آن هستند و به آن‌ها کمک کنند تا سطح قند خون خود را کنترل کرده و سالم بمانند.
دانشمندان سال‌ها است دراین‌زمینه درحال پژوهش هستند و همگام با افزایش دانش درزمینه‌ی فرایندهای پشت‌صحنه‌ی دستکاری سلول‌های بنیادی، موفقیت‌هایی را در مدل‌های حیوانی گزارش کرده‌اند. آزمایشگاه میلمن نیز مشغول این کار بوده است. آن‌ها در سال ۲۰۱۶، روشی برای تولید سلول‌های ترشح‌کننده‌ی انسولین مشتق‌شده از بیماران مبتلا به دیابت نوع 1 پیدا کردند که در پاسخ به گلوکز واکنش نشان می‌دادند. آن‌ها چند سال بعد دریافتند که چگونه سطح ترشح انسولین را در سلول‌های بتا پانکراس مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی تقویت کنند. پژوهشگران در کار جدید خود با چالش جدیدی رو‌به‌رو بودند: کاهش مقدار سلول‌های ناخواسته که در فرایند تمایز سلول‌های بنیادی به سلول‌های هدف تولید می‌شود. میلمن می‌گوید:
یکی از مشکلات شایع، زمانی‌که شما سعی در تبدیل سلول بنیادی انسانی به سلول بتا تولیدکنندهی انسولین (یا یک نورون یا سلول قلب) دارید، این است که انواع دیگری از سلول‌ها را نیز تولید می‌کنید. درمورد سلول‌های بتا، ما ممکن است انواع دیگر سلول‌های پانکراس یا سلول‌های کبدی را نیز تولید کنیم.
پژوهشگران توضیح می‌دهند که این سلول‌های ناخواسته مضر نیستند، اما برای اهدافی نظیر کنترل گلوکز عملکردی ندارند و این امر موجب می‌شود تأثیر درمانی این روش درمان محدود شود زیرا شما سلول‌های درمانی کمتری دارید. البته به‌نظر می‌رسد پژوهشگران راه‌حلی برای این مشکل پیدا کرده باشند و تکنیکی را ارائه داده‌اند که ممکن است بتواند تمایز هدفدار سلول‌ها را حفظ کند.
پژوهشگران در مطالعه‌ی جدید دریافتند که فاکتورهای رونویسی که سلول‌ها را درجهت تبدیل‌شدن به سلول‌های پانکراس سوق می‌دهد، با وضعیت اسکلت سلولی یک سلول مرتبط هستند. اسکلت سلولی یک ساختار حمایتی درون سلول است که مانند نوعی اسکلت عمل کرده و از رشته‌های ریز الیاف پروتئینی مختلف تشکیل شده است. یکی از این پروتئین‌ها که اکتین نام دارد، نقش مهمی در عملکرد سلول داشته و به‌نظر می‌رسد در تمایز سلولی نیز دخیل باشد. پژوهشگران در مقاله‌ی خود توضیح می‌دهند:
ما دریافتیم که دستکاری تعاملات سلول-زیست‌ماده و حالت اسکلت سلولی باعث تغییر زمان‌بندی بیان فاکتور رونویسی اندوکراین و توانایی پیش‌سازهای پانکراس برای تمایز به سلول‌های بتای مشتق از سلول‌های بنیادی می‌شود.
به‌عبارت دیگر ما می‌توانیم با کنترل اسکلت سلولی اکتین، تولید سلول‌های تولیدکنندهی انسولین را کارآمدتر کنیم و توانایی انجام چنین کاری خبر خوبی برای آینده‌ی درمان‌های مبتنی‌بر سلول‌های بنیادی است. میلمن توضیح می‌دهد:
ما توانستیم سلول‌های بتای بیشتری بسازیم و آن سلول‌ها درموش عملکرد بهتری داشتند. تأثیر درمانی سلول‌ها در برخی از موش‌ها تا بیش از یک سال همچنان وجود داشت. حیوانات گروه کنترل که پیوند سلول‌های بنیادی دریافت نکرده بودند، درنهایت در اثر شدت دیابت از بین رفتند.
پژوهشگران می‌گویند همین دستکاری‌های اسکلت سلولی دارای پتانسیل کنترل بهتر تمایز دیگر انواع سلول‌ها ازجمله سلول‌های کبد، مری، معده و روده نیز است. اگر چنین باشد، این تکنیک می‌تواند درمان‌های مبتنی‌بر سلول‌های بنیادی را برای بیماری‌های دیگری به جز دیابت نیز بهبود بخشد.
البته روش کنونی تاکنون تنها روی موش‌ها مورد آزمایش قرار گرفته است و همان‌طور که پژوهشگران تأکید می‌کنند، هنوز راه درازی برای درمان انسان‌ها با این نوع درمان تجربی وجود دارد. بااین‌حال، نتایج امیدوارکننده بوده و می‌تواند نقطه‌ی آغازی برای رسیدن به این هدف باشد. پژوهشگران در مقاله‌ی خود چنین نتیجه‌گیری می‌کنند:
درمجموع، مطالعه‌ی ما بر این مسئله تأکید می‌کند که دینامیک اسکلت سلولی با عوامل بیوشیمایی محلول، درجهت تنظیم سرنوشت سلول‌های اندودرم (درون پوست) همکاری می‌کند و فرصت‌های جدیدی برای بهبود نتایج تمایز سلول‌ها فراهم می‌کند.
نتایج این پژوهش در مجله‌ی Nature Biotechnology منتشر شده است.