رشد دوباره لایه خارجی قلب با استفاده از سلول‌ های بنیادی

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه پنسیلوانیا ادعا می‌کنند که با استفاده از سلول‌های بنیادی می‌توان سلول‌هایی تولید کرد که سطح خارجی قلب انسان را می‌پوشانند. این لایه‌ی خارجی که قلب انسان را می‌پوشاند، لایه‌ی اپیکارد نامیده می‌شود. این محققان که در رشته‌های مختلف بیولوژی تخصص دارند، درباره‌ی نتایج تحقیقات خود بسیار امیدوار هستند و اعلام کرده‌اند که این مطالعات جدید ممکن است در آینده‌ی نزدیک به دانشمندان کمک کند تا بتوانند بافت‌های آسیب‌دیده‌ی قلب را که در اثر حمله‌های قلبی یا نقص ژنتیکی ایجاد شده‌اند، با بافت سالم جایگزین کنند.

بر اساس مطالعات گذشته روی مسیرهای سیگنال دهی wnt (گروهی از مجراهای پروتئینی که از طریق گیرنده‌های موجود در سطح سلول‌ها باعث انتقال سیگنال‌ها به درون سلول‌ها ‌می‌شوند)، این محققان دریافته‌اند که تأثیر برخی از مواد شیمیایی در این مسیر سیگنال دهی عملا باعث‌ می‌شود سلول‌های بنیادی قلب به سلول‌های میوکارد تبدیل شوند که این سلول‌ها سپس می‌توانند به سلول‌های اپیکارد تبدیل شوند. قلب از سه لایه‌ تشکیل شده است که لایه درونی آن آندوکارد، لایه‌ی میانی میوکارد و لایه‌ی خارجی آن اپیکارد نام دارد.

شاوجون لانس لیان، سرپرست این گروه تحقیقاتی و استاد بیولوژی و مهندسی زیست پزشکی از دانشگاه پنسیلوانیا در این باره می‌گوید:

در سال ۲۰۱۲ ما کشف کردیم که اگر سلول‌های بنیادی انسان را در معرض مواد شیمیایی خاص قرار دهیم، این مواد شیمیایی به‌طور متوالی و زنجیره‌وار مسیرهای سیگنال دهی wnt را به فعالیت وادار می‌کنند یا فعالیت‌ آن‌ها را مهار می‌کنند. در نتیجه می‌توانیم باعث تبدیل این سلول‌ها به سلول‌های میوکارد قلب شویم.

او در ادامه می‌افزاید:

ما باید سلول‌های قلبی موسوم به progenitor را با اطلاعات بیشتر فراهم کنیم تا این سلول‌ها طی فرآیند تقسیم و تمایز یافتن به سلول‌های اپیکارد قلب تبدیل شوند. اما قبل از این تحقیقات ما هیچ نمی‌دانستیم این اطلاعات چه هستند. اکنون ما می‌دانیم که اگر دوباره مسیرهای سیگنال دهی wnt را در این سلول‌ها فعال کنیم، می‌توانیم سلول‌های progenitor را وادار کنیم تا به‌جای تبدیل شدن به سلول‌های میوکارد به سلول‌های اپیکارد تبدیل شوند.

بنا بر گفته‌ی این محققان، اطلاعات به‌دست‌آمده به‌ آن‌ها کمک خواهد کرد تا در جهت ایجاد و بازسازی نهایی دیواره‌ی خارجی قلب تلاش کنند. یکی از محققان این گروه پژوهشی نشان داده است که سلول‌های اپیکارد که از سلول‌های بنیادی progenitor ایجاد شده‌اند و سلول‌های اپیکارد که به‌طور طبیعی در جداره‌ی قلب انسان وجود دارند، بسیار شبیه هستند. 

با توجه به اینکه روز به روز آمار سکته‌های قلبی افزایش می‌یابد، نیاز اساسی و مبرم برای استفاده از این روش‌ها و تکنیک‌های جدید احساس می‌شود تا با استفاده از این روش‌ها به بیماران بی‌شماری که هرروزه دچار حمله‌های قلبی و نارسایی‌ قلبی می‌شوند، کمک کرد. این محققان باور دارند که نتیجه مطالعات آن‌ها بر بهبود بیماران و بازیافتن سلامتی افراد بعد از سکته‌های قلبی تأثیری آشکار خواهد داشت.

سکته‌های قلبی به دلیل مسدود شدن رگ‌های خونی قلب اتفاق می‌افتند. مسدود شدن رگ‌های خونی مانع از رسیدن مواد غذایی و اکسیژن به سلول‌های بافت عضله‌ی قلب و در نتیجه باعث مرگ سلول‌های عضلانی قلب می‌شود. نکته‌ی قابل توجه این است که امکان بازتولید و جایگزین شدن برای سلول‌های ماهیچه‌ای قلب وجود ندارد؛ بنابراین یک آسیب دائمی به سلول‌های عضلانی قلب وارد می‌شود که باعث مشکلات بیشتر برای بیماران می‌شود. محققان دانشگاه پنسیلوانیا ادعا می‌کنند که سلول‌های اپیکارد تولیدشده در محیط‌‌ آزمایشگاهی را می‌توان به بیماران قلبی پیوند زد و این سلول‌ها می‌توانند منطقه‌ی آسیب‌دیده در قلب را ترمیم کنند.

تکنیک‌های دیگر برای ترمیم قلب انسان (مانند تزریق سلول‌های بنیادی برای ترمیم قلب آسیب‌دیده در موش‌ها) هنوز در حال بررسی هستند؛ اما محققان دانشگاه پنسیلوانیا تکنیک دیگری را پیشنهاد می‌کنند که در آن، امکان رشد دادن و کنترل کردن سلول‌های بنیادی در آزمایشگاه وجود دارد. در حقیقت دانشمندان می‌توانند این سلول‌ها را برای زمانی که مورد نیاز هستند، رشد دهند و در آزمایشگاه نگهداری کنند. بنا بر گفته‌ی این محققان، آن‌ها می‌توانند سلول‌های بنیادی در حال تکثیر را بدون هیچ مشکلی به مدت ۵۰ روز نگهداری کنند.

 این دانشمندان قصد دارند همچنان به کار خود ادامه دهند و تا مرحله‌ی ایجاد سلول‌های آندوکارد تحقیقات خود را پیش ببرند با این هدف که در نهایت بتوانند تمام جداره‌ی قلب (هر سه لایه‌ی‌ آن) را از سلول‌های بنیادی progenitor تولید کنند.

سرپرست این گروه تحقیقاتی در پایان می‌گوید:

ما در حال پیشرفت هستیم و تحقیقات ما درباره‌‌ی لایه‌ی درونی قلب ادامه دارد تا این که بتوانیم تمام جداره‌ی قلب را بازتولید کنیم. حاصل تحقیقات ما در رشته‌های مهندسی پزشکی و بافت‌شناسی و همچنین در درمان نارسایی‌های قلب می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد.