چگونه سلول‌های بنیادی می توانند به ترمیم مغز کمک کنند؟

در گذشته، تصور علمی بر این بود که مغز قابلیت بازسازی ندارد.اما تحقیقات جدید خلاف این را نشان می‌دهند. در این مقاله، به مطالعات جدیدی که نشان می‌دهند مغز می‌تواند با استفاده از سلول‌های بنیادی، اجزای ساختمانی بدن ما که می‌توانند به هر بافت تخصصی، از جمله بافت جدید مغز تبدیل شوند، بازسازی شود، خواهیم پرداخت.

زیبایی علم در این است که همواره در حال تغییر و تکامل است. اگر به تاریخ درک ما از جهان و جهان اطرافمان نگاه کنیم، می‌بینیم که آنچه زمانی تصور می‌شد یک حقیقت ثابت است، بعداً به چیز دیگری کاملاً متفاوت نشان داده شده است.

برای هزاران سال، ما معتقد بودیم که زمین مسطح است و آسمان‌ها مستقیماً بالای سر ما وجود دارند. بعدها، آناکسیمندر، با تعجب از اینکه چگونه خورشید و ستارگان به دور ما می‌چرخند، نتیجه گرفت که زمین یک شکل استوانه‌ای است که آزادانه در مرکز جهان شناور است. بعدها، ارسطو، استنتاج کرد که اگرچه زمین هنوز در مرکز جهان بود، اما کروی بود. سپس کوپرنیک آمد که این را بیشتر بهبود بخشید و حدس زد که در عوض، زمین کروی به دور خورشید می‌چرخد، در یک رقص با سیارات دیگر. بعدها، سر آیزاک نیوتن “کشف” کرد جاذبه برای توضیح اینکه چرا سیب‌ها می‌افتند و سیارات می‌چرخند. این دوباره توسط آلبرت انیشتین و نظریه نسبیت عام او بهبود یافت.

همانطور که در مورد جهان هستی صادق است، دانش ما از بدن نیز دائماً در حال تکامل است. با این طبیعت تغییر، افق‌ها و امکانات جدیدی از مرزهای درک ما پدیدار می‌شوند و چشمان ما را به دیدگاه متفاوتی باز می‌کنند.

در این مقاله، نگاهی خواهیم داشت به اینکه چگونه درک جدید ما از مغز و سلول‌های بنیادی می‌تواند مسیر بیماری‌های عصبی را شکل دهد.

تکامل در درک ما از سیستم عصبی

سانتیاگو رامون و کاجال یک عصب‌شناس اسپانیایی بود که سهم او در علوم اعصاب امروزه نیز اهمیت دارد. در سال 1906، به دلیل تحقیقات بنیادین خود در مورد ساختار سیستم عصبی، جایزه نوبل پزشکی را دریافت کرد. پیش از این، به طور گسترده اعتقاد بر این بود که سیستم عصبی یک شبکه واحد، بی‌وقفه و پیوسته است. رامون و کاجال ایده را نشان دادند که مغز و سیستم عصبی از بسیاری از سلول‌های میکروسکوپی جداگانه، معروف به نورون‌ها، تشکیل شده‌اند. “دکترین نورون” او بعدها با ظهور میکروسکوپ‌های الکترونی قدرتمند در اواسط قرن بیستم تأیید شد.

سال‌ها پس از دریافت جایزه نوبل، رامون و کاجال پایان‌نامه خود در سال 1928، “تخریب و بازسازی سیستم عصبی” را نوشت. در آن، او نوشت: “در مراکز بزرگسالان، مسیرهای عصبی چیزی ثابت، تمام شده، تغییرناپذیر هستند. همه چیز ممکن است بمیرد، هیچ چیز ممکن است بازسازی نشود.” او ادامه داد که نبوغ منحصر به فرد و پیشگویانه خود را تأیید کند و گفت: “این برای علم آینده است که این فرمان سخت را تغییر دهد، اگر ممکن است.”

علم آینده، علم اکنون است.

همانطور که رامون و کاجال پیش‌بینی کردند، علم شروع به معکوس کردن این فرمان سخت کرده است. سلول‌های بنیادی، بلوک‌های ساختمانی خام بدن ما، پتانسیل بالغ شدن به همه انواع سلول‌ها، از جمله ماهیچه، استخوان و خون را دارند. تحقیقات اخیر نشان داده است که سلول‌های بنیادی حتی ممکن است بافت عصبی را بازسازی کنند.

در مطالعه‌ای بر روی بیمارانی که پیوند مغز استخوان دریافت کرده بودند، محققان توانستند مهاجرت سلول‌های بنیادی از گردش خون محیطی به سیستم عصبی مرکزی را ردیابی کنند. در آنجا، مشاهده شد که این سلول‌های بنیادی به انواع مختلفی از سلول‌ها، از جمله بافت عصبی جدید، تمایز می‌یابند. این نشان داد که سلول‌های بنیادی می‌توانند به مناطقی که نیاز به سلول‌های جدید دارند مهاجرت کنند تا سعی کنند بدن را به حالت پیش از بیماری بازگردانند.

این مشاهده دنیایی از کاربردهای درمانی بالقوه را باز کرد. آیا افزایش تعداد سلول‌های بنیادی گردش خون می‌تواند به ترمیم مغز کمک کند؟ اگر چنین است، آیا می‌توان روند بیماری‌های شایع ناشی از آسیب یا تخریب عصبی مانند بیماری پارکینسون، آلزایمر و سکته مغزی را بهبود بخشید؟

سلول‌های بنیادی می‌توانند سلامت مغز را تغییر دهند

سلول‌های بنیادی می‌توانند برای بازسازی و ترمیم بافت‌های آسیب دیده توسط بیماری در انسان به سلول‌های خاصی هدایت شوند. در مطالعات، محققان از فاکتورهای رشد سیگنالینگ سلولی به نام فاکتور سلول بنیادی (SCF) و فاکتور محرک کلونی گرانولوسیت (G-CSF) استفاده کرده‌اند.

سکته مغزی

در سکته مغزی، قطع ناگهانی جریان خون به مغز باعث مرگ بافت مغز می‌شود. از جمله پیامدهای دیگر، این بر عملکرد اندام‌ها، گفتار و شناخت تأثیر می‌گذارد.

در مطالعات پیش‌بالینی، G-CSF به تنهایی یا در ترکیب با SCF توانست نتیجه عملکردی سکته حاد و مزمن را بهبود بخشد. محققان فرض کردند که فاکتورهای رشد رشد اعصاب و رگ‌های خونی جدید از طریق سلول‌های مشتق از مغز استخوان و فعال‌سازی ساخت شبکه‌های عصبی جدید را ترویج می‌دهند.

گزینه‌های فعلی در دسترس بیماران مبتلا به سکته حاد و مزمن محدود است و درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی می‌توانند نقش کلیدی در درمان آینده و کاهش بار این بیماری داشته باشند.

بیماری پارکینسون

بیماری پارکینسون یک بیماری عصبی تخریب‌کننده است که با التهاب و تخریب شبکه‌های تولیدکننده دوپامین در مغز مشخص می‌شود. این روند باعث اختلال در کنترل و شروع حرکت می‌شود که منجر به لرزش معمولی، همراه با اختلال در تحرک و اثرات روانشناختی می‌شود.

شایع‌ترین درمان‌های در دسترس بیماران مبتلا به پارکینسون شامل پیش‌سازهای دوپامین یا جایگزین‌هایی مانند لودوپا می‌شود. با این حال، درمان‌های شامل سلول‌های بنیادی ممکن است بتوانند با کاهش التهاب و بازگرداندن سطح دوپامین، بهبودی از پارکینسون را افزایش دهند.

در یک مطالعه حیوانی, موش‌های مبتلا به پارکینسون به صورت تجربی عملکرد حرکتی بهتر و سطوح بالاتر دوپامین را در هنگام درمان با G-CSF نشان دادند که با تحریک یک ” پاسخ نجات و ترمیم ” که حضور سلول‌های التهابی را کاهش داد.

stem-cell-therapy-to-repair-brain-damage

بیماری آلزایمر

زوال عقل یک کاهش شناختی پیشرونده، غیرقابل برگشت است که بر حافظه، تفکر و رفتار تأثیر می‌گذارد. بیماری آلزایمر شایع‌ترین شکل زوال عقل است و با پلاک‌ها و درهم‌تنیدگی‌های نوروفیبریلاری مشخص می‌شود که منجر به از دست دادن نورون‌ها و کوچک شدن مغز می‌شوند. دلایل پشت این امر کاملاً درک نشده است، اما تصور می‌شود که مرتبط با التهاب و مرگ سلولی باشد.

آنچه روشن است اثرات مخرب این بیماری است.

چندین مطالعه پیش‌بالینی استفاده از G-CSF در آلزایمر را بررسی کرده‌اند. اینها دریافتند که G-CSF بسیج سلول‌های بنیادی از مغز استخوان برای کاهش التهاب و حتی عمل مستقیم بر سلول‌های سیستم عصبی مرکزی را تقویت می‌کند.

موش‌های مبتلا به آلزایمر که با G-CSF درمان شدند، عملکرد شناختی و فعالیت سلول‌های ایمنی بهبود یافته را نشان دادند. در دو مطالعه، G-CSF به اثرات مثبت در هیپوکامپ، ناحیه مغز ضروری برای یادگیری و حافظه، کمک کرد. در یکی، G-CSF منجر به کاهش پلاک‌ها شد، در حالی که دیگری منجر به رشد نورون‌های جدید و بهبود عملکرد حافظه شد.

آیا باید همه G-CSF مصرف کنیم تا عملکرد عصبی خود را بهبود بخشیم؟

G-CSF معمولاً در بیماران مبتلا به تعداد کم گلبول سفید خون، معمولاً به دلیل اثرات سمی شیمی درمانی استفاده می‌شود. اینها به مغز استخوان بیمار کمک می‌کنند تا گلبول‌های سفید خون بیشتری تولید کند تا بتواند از عفونت‌های تهدید کننده زندگی جلوگیری کند و فقط برای مدت کوتاهی استفاده می‌شود. عوارض جانبی شایع G-CSF شامل درد استخوان، درد عضلانی، سردرد، خونریزی و تب است که آن را برای استفاده طولانی مدت کمتر جذاب می‌کند.

با این حال، گزینه‌های طبیعی که می‌توانند تحریک سلول‌های بنیادی درون‌زا ما را ارتقا دهند، در دسترس هستند.