مواد دفع شده از بدن انسان با کنار زدن برخی مشکلات استفاده از سلول‌های بنیادی می‌تواند منبعی قدرتمند از سلول‌ها برای مطالعه بیماری‌ها باشد.

برخی از پسماندهایی که انسان هر‌ روز از خود دفع می‌کند، می‌تواند یک منبع قدرتمند از سلول‌های مغزی به منظور مطالعه بیماری‌ها باشد و حتی ممکن است یک روز در درمان بیماری‌های عصبی مورد استفاده قرار گیرد. دانشمندان یک راه نسبتاً ساده پیدا کرده‌اند تا سلول‌هایی که از طریق ادرار انسان دفع می‌شود، وادار کنند به یاخته‌های عصبی ارزشمندی تبدیل شوند.

گرفتن سلول‌های عصبی از سلول‌هایی که از طریق ادرار دفع می‌شوند، ممکن است یک روز به توسعه روش‌های درمانی برای بیماری‌های عصبی مانند پارکینسون کمک کند.

این روش که این هفته در مجله Nature Methods منتشر شده است [1]، شامل سلول‌های بنیادی جنینی نمی‌شود. سلول‌های جنینی هنگام انتقال با مشکلات جدی مانند خطر ابتلا به تومورهای در حال توسعه همراه هستند. در عوض در این روش از سلول‌های معمولی موجود در ادرار استفاده می‌شود و آن‌ها را به سلول‌های اجدادی عصبی تبدیل می‌کنند- این سلول‌ها پیش‌سازهای سلول‌های مغزی هستند. این سلول‌های پیش‌ساز می‌توانند به پژوهشگران کمک کنند تا سلول‌های مناسب افراد بسیار سریع‌تر و با پوشش بیشتر بیماران در مقایسه با روش‌های فعلی تولید شود.

پژوهشگران به طور معمول سلول‌های خون و پوست [2] کشت‌ شده را به سلول‌های بنیادی قلب و نخاع القایی (iPS) تغییر می‌دهند که این سلول‌ها می‌توانند هر سلولی از بدن را بسازند. اما ادرار یک منبع بسیار قابل دسترس‌تر است.

دانکینگ پی، زیست شناس سلول‌های بنیادی، و همکارانش از مؤسسه بیوپزشکی و بهداشت گوانگژوی چین، قبلاً نشان داده بودند که سلول‌های اپیتلیال کلیوی در ادرار می‌توانند به سلول‌های iPS تبدیل شوند [3].

در این مطالعه از ویروس‌های پسگرد برای وارد کردن ژن‌های پرتوانی به سلول‌ها استفاده شده است- این یک روش رایج در باز‌برنامه‌ریزی سلول‌هاست. این کار، ساختمان ژنتیکی سلول‌ها را تغییر می‌دهد و می‌تواند آن‌ها را کمتر قابل پیش‌بینی کند. بنابراین در این مطالعه پی و همکارانش ژن‌ها را با استفاده از بردارهایی که در ژنوم سلولی ادغام نمی‌شوند، معرفی کردند.

در یکی از آزمایش‌ها آن‌ها کولونی‌های گردی از سلول‌های بازبرنامه‌ریزی شده ادرار را تولید کردند که تنها بعد از 12 روز همانند سلول‌های بنیادی شد و این حدود نیمی از زمانی است که معمولاً برای تولید سلول‌های iPS لازم است. با کشت بیشتر این کولونی‌ها می‌توانند شکل رز‌مانند مشترک بین سلول‌های بنیادی عصبی به خود بگیرند.

 بدون تومور

پی و همکارانش سلول‌ها را به محیط رشدی که برای سلول‌های عصبی استفاده می‌شود، انتقال دادند و دریافتند که این سلول‌های بازبرنامه‌ریزی شده شروع به تشکیل سلول‌های عصبی عملکردی در آزمایشگاه می‌کنند.

زمانی که این تیم آزمایش را تکرار کرد و سلول‌ها را به مغز نوزاد موش انتقال داد، این سلول‌ها تومور تشکیل ندادند. در عوض زمانی که مغز 4 هفته بعد مورد بررسی قرار گرفت، این سلول‌ها شکل و نشانگرهای مولکولی سلول‌های عصبی را به خود گرفته بودند.

با تکثیر پیش‌سازهای عصبی در کشت، پژوهشگران توانستند تعداد زیادی سلول برای آزمایش‌های خود تولید کنند. با داشتن سلول کافی،که سابق بر این یک مشکل روش‌های «بازبرنامه‌ریزی مستقیم» بود، سلول‌های عصبی را می‌توان بسیار سریع‌تر از فرآیند تولید و تکثیر سلول‌های iPS تولید کرد.

جیمز الیس، یک متخصص ژنتیک پزشکی از بیمارستان اطفال تورنتو در کانادا که سلول‌های iPS بیماران خاص را برای مطالعه اختلالات طیف اوتیسم تولید می‌کند، می‌گوید: «این قطعاً می‌تواند سرعت همه چیز را افزایش دهد.»

مارک لالاند، متخصص ژنتیک از دانشگاه مرکز بهداشت کانکتیکوت در فارمینگتون، می‌گوید که مزیت سلول‌های منبع در این روش آن است که تقریباً می‌توان ادرار را از همه بیماری جمع‌آوری کرد. او می‌گوید: «ما روی اختلالات دوران کودکی کار می‌کنیم و گرفتن نمونه ادرار از کودکان بسیار آسان‌تر از وادار کردن آن‌ها برای گرفتن نمونه خون است.»

منبع: http://www.nature.com/news/brain-cells-made-from-urine-1.11985

مراجع

1.  Wang, L. et al. Nature Methods http://dx.doi.org/10.1038/nmeth.2283 (2012).

2.   Ye, Z. et al. Blood 114, 5473–5480 (2009).

3. Zhou, T. et al. J. Am. Soc. Nephrol. http://dx.doi.org/10.1681/ASN.2011010106 (2011).