محققان اولین نقشه جامع از رشد سلول های بنیادی خون انسان را ایجاد کردند

دانشمندان UCLA و همکارانش اولین نقشه راه در نوع خود را ایجاد کرده اند که هر مرحله از توسعه سلول های بنیادی خون در جنین انسان را ردیابی می کند و طرحی را برای دانشمندان برای تولید سلول های بنیادی خون کاملاً کاربردی در آزمایشگاه ارائه می دهد.

این تحقیق که امروز در مجله منتشر شد طبیعتدکتر Hanna Mikkola از مرکز تحقیقات پزشکی احیا کننده و سلول های بنیادی Eli and Edythe Broad در UCLA، که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، گفت، می تواند به گسترش گزینه های درمانی برای سرطان های خون مانند لوسمی و اختلالات خونی ارثی مانند بیماری سلول داسی شکل کمک کند.

سلول های بنیادی خون که سلول های بنیادی خونساز نیز نامیده می شوند، توانایی ایجاد کپی نامحدود از خود و تمایز به هر نوع سلول خونی در بدن انسان را دارند. برای چندین دهه، پزشکان از سلول های بنیادی خون از مغز استخوان اهداکنندگان و بند ناف نوزادان در درمان های پیوند نجات دهنده برای خون و بیماری های ایمنی استفاده کرده اند. با این حال، این درمان ها به دلیل کمبود اهداکنندگان مشابه محدود شده و به دلیل تعداد کم سلول های بنیادی در خون بند ناف با مشکل مواجه می شوند.

محققان با تلاش برای ایجاد سلول های بنیادی خون در آزمایشگاه از سلول های بنیادی پرتوان انسانی که به طور بالقوه می توانند هر نوع سلولی را در بدن ایجاد کنند، به دنبال غلبه بر این محدودیت ها بوده اند. اما موفقیت دست نیافتنی بوده است، تا حدی به این دلیل که دانشمندان دستورالعمل‌های لازم برای تمایز سلول‌های رشد یافته در آزمایشگاه را به سلول‌های بنیادی خونی خود تجدید شونده به جای سلول‌های پیش‌ساز خون کوتاه‌مدت، که فقط می‌توانند انواع سلول‌های خونی محدودی تولید کنند، نداشتند.

میکولا، استاد زیست شناسی مولکولی، سلولی و تکاملی در کالج UCLA می گوید: «هیچ کس موفق به ساخت سلول های بنیادی خونی از سلول های بنیادی پرتوان انسان نشده است، زیرا ما از سلولی که می خواستیم تولید کنیم اطلاعات کافی نداشتیم. و یکی از اعضای مرکز جامع سرطان UCLA Jonsson.

وینچنزو کالوانز، دانشمند دانشگاه UCLA، نویسنده اول این تحقیق، همراه با ساندرا از دانشگاه UCLA گفت: نقشه راه جدید به محققان کمک می کند تا تفاوت های اساسی بین این دو نوع سلول را درک کنند، که برای ایجاد سلول های مناسب برای استفاده در درمان های پیوند بسیار مهم است. کاپلا-گارسیا و فییانگ ما.

کالوانیز که همچنین یکی از رهبران گروه در دانشگاه کالج لندن است، می‌گوید: «ما اکنون کتابچه راهنمای نحوه ساخت سلول‌های بنیادی خونساز در جنین و چگونگی به دست آوردن خواص منحصربه‌فردی که آنها را برای بیماران مفید می‌سازد، داریم. داده های شناسایی نشده در وب سایت The Atlas of Human Hematopoietic Stem Cell Development در دسترس عموم است.

تیم تحقیقاتی که شامل دانشمندانی از دانشگاه توبینگن آلمان و مؤسسه تحقیقاتی کودکان مرداک استرالیا می‌شد، این منبع را با استفاده از توالی‌یابی RNA تک سلولی و رونویسی فضایی، فناوری‌های جدیدی که دانشمندان را قادر می‌سازد شبکه‌های ژنتیکی منحصربه‌فرد و عملکرد هزاران سلول منفرد را شناسایی کنند، ایجاد کردند. و مکان این سلول ها را در جنین آشکار کند.

داده ها امکان پیگیری سلول های بنیادی خون را فراهم می کند که آنها از اندوتلیوم هموژنیک بیرون می آیند و در طول رشد خود از مکان های مختلف مهاجرت می کنند، از آئورت شروع می شوند و در نهایت به مغز استخوان می رسند. نکته مهم این است که این نقشه نقاط عطف خاصی را در فرآیند بلوغ آنها نشان می دهد، از جمله ورود آنها به کبد، جایی که آنها توانایی های ویژه سلول های بنیادی خون را به دست می آورند.

برای توضیح فرآیند بلوغ، Mikkola سلول های بنیادی خون نابالغ را با جراحان مشتاق مقایسه می کند. همانطور که جراحان برای یادگیری نحوه انجام جراحی باید مراحل مختلف آموزش را طی کنند، سلول های بنیادی خون نابالغ نیز باید در مکان های مختلف حرکت کنند تا یاد بگیرند که چگونه کار خود را به عنوان سلول های بنیادی خون انجام دهند.

گروه تحقیقاتی همچنین پیش ساز دقیقی را در دیواره رگ خونی که سلول های بنیادی خون را ایجاد می کند، شناسایی کردند. این کشف یک بحث طولانی مدت در مورد منشا سلولی سلول های بنیادی و محیطی را که برای ساختن یک سلول بنیادی خون به جای یک سلول پیش ساز لازم است، روشن می کند.

اکنون که محققان امضاهای مولکولی خاص مرتبط با مراحل مختلف رشد سلول‌های بنیادی خون انسان را شناسایی کرده‌اند، دانشمندان می‌توانند از این منبع برای مشاهده اینکه چقدر به ساخت یک سلول بنیادی خون قابل پیوند در آزمایشگاه نزدیک هستند، استفاده کنند.

میکولا گفت: «پیش از این، اگر سعی می‌کردیم یک سلول بنیادی خونی از یک سلول پرتوان ایجاد کنیم و پیوند انجام نمی‌شد، نمی‌دانستیم در کجای این فرآیند شکست خورده‌ایم». اکنون، ما می‌توانیم سلول‌ها را در نقشه راه خود قرار دهیم تا ببینیم در کجا موفق هستیم، کجا کوتاه می‌آییم و فرآیند تمایز را مطابق دستورالعمل‌های جنین تنظیم کنیم.»

علاوه بر این، این نقشه می تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند سلول های خون ساز که در جنین رشد می کنند چگونه به بیماری انسان کمک می کنند. برای مثال، پایه و اساس مطالعه این موضوع را فراهم می‌کند که چرا برخی از سرطان‌های خونی که در رحم شروع می‌شوند، تهاجمی‌تر از سرطان‌هایی هستند که پس از تولد رخ می‌دهند.

Mikkola گفت: “اکنون که ما یک منبع آنلاین ایجاد کرده ایم که دانشمندان در سراسر جهان می توانند از آن برای هدایت تحقیقات خود استفاده کنند، کار واقعی شروع می شود.” زمان بسیار هیجان انگیزی برای حضور در این میدان است زیرا ما در نهایت نتیجه کار خود را خواهیم دید.