اطلاعات عمومی، ویکی ژن
چگونه می توان از سلول های بنیادی در کشف دارو استفاده کرد؟
سلولهای بنیادی
سلولهای بنیادی در طول رشد و اوایل زندگی می‌توانند به انواع مختلفی از سلول‌ها تبدیل شوند. همچنین به دلیل توانایی تقسیم و در نتیجه جایگزین کردن سایر سلول‌ها، می‌توانند به عنوان یک سیستم ترمیم در انواع بافت‌ها عمل کنند.
در طول تقسیم سلولهای بنیادی، یک سلول همچنان به عنوان سلول بنیادی باقی می‌ماند، در حالی که سلول دیگر توانایی انجام یک عملکرد تخصصی را به دست می‌آورد. سلولهای بنیادی دارای دو ویژگی کلیدی هستند که آن‌ها را از سلولهای دیگر متمایز می‌کند.
اولاً، آن‌ها تمایز نیافته‌اند و حتی پس از مدت طولانی می‌توانند به طور نامحدود تکثیر شوند. علاوه بر این، آن‌ها می‌توانند تحت شرایط خاص در یک اندام یا بافت، عملکرد تخصصی پیدا کنند.
روده و مغز استخوان دارای سلولهای بنیادی هستند که به طور مرتب تقسیم می‌شوند تا بافت‌های فرسوده و آسیب‌دیده را جایگزین کنند. از طرف دیگر، قلب و لوزالمعده سلولهای بنیادی دارند که تنها تحت شرایط خاصی تقسیم می‌شوند.
سلولهای بنیادی در کمک به یافتن داروهای بهتر و در نتیجه توانایی آن‌ها در درمان بیماری‌های انسان، پتانسیل عظیمی دارند.
تحقیق و توسعه دارو
مفهوم سلولهای بنیادی حوزه‌ای است که در سال‌های گذشته توجه زیادی را به خود جلب کرده است. سلولهای بنیادی علاوه بر اینکه یک مسیر جدید برای بررسی اساس پاتولوژیک بیماری ارائه می‌دهند، خودشان نیز مسیر جدیدی را برای تحقیق و توسعه دارو ارائه می‌کنند.
بنابراین، این، روش جدیدی را برای غربالگری دارو، آزمایش اثربخشی داروهای بالقوه جدید و غربالگری جمعیت بیماران برای کارآزمایی‌های بالینی فراهم می‌کند.
فرآیندی که سلولهای بنیادی در آن استفاده می‌شوند، ابتدا با شناسایی بیماری مورد نظر و گرفتن نمونه آغاز می‌شود. از این طریق، سلولهای بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) می‌توانند تولید و تکثیر شده و به اجزای مختلف یا سلول‌هایی که با بیماری نیز مرتبط هستند، تمایز یابند.
نمونه‌های کلیدی که اغلب با تحقیقات سلولهای بنیادی مرتبط هستند، نورون‌های حرکتی هستند به دلیل نقش آن‌ها در ALS یا دیستروفی عضلانی نخاعی. پس از انجام مطالعات اولیه برای بررسی بیشتر مکانیسم‌های بیماری، غربالگری‌های بیشتری برای کشف دارو انجام می‌شود.
از این طریق، ترکیبات خاصی شناسایی و دنبال می‌شوند، در حالی که اثربخشی و ایمنی آن‌ها از طریق تأثیراتشان بر سایر رده‌های سلولی مورد بررسی قرار می‌گیرد. این رده‌های سلولی متفاوت ممکن است شامل مواردی باشند که تحت تأثیر عوارض جانبی قرار می‌گیرند، مانند کاردیومیوسیت‌ها و هپاتوسیت‌ها.
ترکیبات پیشتاز شناسایی شده در این مرحله می‌توانند بر روی سلولهای مشتق‌شده از بیمار بیشتر آزمایش شوند. استفاده از سلولهای مشتق‌شده از بیمار می‌تواند به تعیین اینکه آیا ترکیبات می‌توانند در درصد بیشتری از بیماران مؤثرتر باشند یا حتی اینکه چه کسی به احتمال زیاد بهترین پاسخ را به این ترکیب جدید نشان می‌دهد، کمک کند.
از منظر انتقال یافته‌ها، این امر می‌تواند در کاهش هزینه‌های مرتبط با رساندن داروی جدید به بیماران و بازار بسیار مفید باشد زیرا می‌توان آن‌ها را به شدت در مراحل پیش بالینی مورد بررسی قرار داد.
این آزمایش پیش‌بالینی دقیق همچنین علاوه بر در نظر گرفتن دقیق‌تر جمعیت هدف، به توسعه پروفایل‌های ایمنی نیز اجازه می‌دهد.
مدل‌سازی بیماری
مهم است که هنگام مدل‌سازی بیماری‌ها، بلوغ سلول را در نظر بگیریم زیرا این می‌تواند با فنوتیپ‌های سلولی مشاهده شده در بیماران متفاوت باشد. ALS و SMA هر دو بیماری‌های نورون‌های حرکتی هستند، با این حال، آن‌ها بر زیرمجموعه‌های سلولی متفاوتی تأثیر می‌گذارند.
در ALS، سلولهای عصبی دوربُرد انتهایی تحت تأثیر قرار می‌گیرند. در حالی که در SMA، عضلات نزدیک تحت تأثیر قرار می‌گیرند؛ نکته مشترک در هر دو بیماری این است که برخی از نورون‌های حرکتی اصلاً تحت تأثیر قرار نمی‌گیرند. بنابراین، در تلاش برای مدل‌سازی این بیماری‌ها، باید تلاش کرد تا این زیرمجموعه‌های خاص نورون‌ها را مدل‌سازی کرد.
در حالی که پروتکل‌هایی برای ایجاد نورون‌های حرکتی وجود دارد، اما نورون‌های ایجاد شده نماینده یک زیرمجموعه خاص نیستند. می‌توان این احتمال را مطرح کرد که این نورون‌های عمومی می‌توانند از طریق قرار گرفتن در معرض مورفوژن‌ها و محرک‌های مختلف مانند عوامل رونویسی، به تمایز بیشتر به جایگاه‌های متمایزتر نورون‌های حرکتی القا شوند.
علاوه بر این، به طور معمول سلول‌هایی که از سلولهای بنیادی پرتوان تمایز یافته‌اند، شبیه همتای جنینی خود هستند. هنگام مدل‌سازی بیماری‌های دیررس، این می‌تواند مشکلاتی را ایجاد کند زیرا سلول های تولید شده واقعا نمایانگر فنوتیپ بالغ سلول ها که در سلول های بالغ وجود دارد، نیستند.
به دلیل ماهیت بیماری‌های نورودژنراتیو که سال‌ها طول می‌کشد بر انسان تاثیر بگذارد و در شرایط آزمایشگاهی (in vivo) چندین ماه طول می‌کشد تا از نظر بالینی آشکار شوند. علاوه بر این، بیماری‌های نورودژنراتیو اغلب پراکنده (اسپورادیک) هستند و با نشانه‌های محیطی آغاز می‌شوند.
بنابراین، هنگامی که این سلولهای بنیادی در معرض این محرک‌ها یا نشانه‌ها به صورت متمرکز و اغلب برای مدت طولانی قرار گیرند، می‌تواند فنوتیپ پاتولوژیک را در فنوتیپ کشت سلولی تسریع کند. یک نمونه معمول از این مورد استفاده از پرو-اکسیدان‌های سلولی است که می‌تواند عملکرد میتوکندری را مختل کند و در نتیجه بر فنوتیپ (بروز) بیماری تأثیر بگذارد.
در نهایت، بیماری‌های نورودژنراتیو عمدتاً با شروع دیررس و به صورت پراکنده ظاهر می‌شوند. برعکس، تعداد کمی از موارد وجود دارند که در آن‌ها جهش‌های متمایزی وجود دارد.
با در نظر داشتن با این فرض، می‌توان با استفاده از انواع ژنتیکی بیماری، فنوتیپی درون آزمایشگاهی ایجاد کرد و تلاش کرد تا شرایط کشت سلولی را برای ایجاد آسیب‌شناسی مشابه بیماری تغییر دهد.
چشم انداز آینده
سلولهای بنیادی دارای ویژگی‌های متعددی هستند که آن‌ها را برای بهبود فرآیند کشف دارو و از دیدگاه زیست‌شناسی پایه به گزینه‌ای جذاب تبدیل می‌کند. خواص آن‌ها به ما امکان می‌دهد سلولهای مرتبط با بیماری‌های زیادی را توسعه دهیم و در نهایت اهداف دارویی جدید احتمالی را ایجاد کنیم.
علاوه بر این، ما همچنین می‌توانیم دیدگاه بهتری نسبت به مکانیسم بیماری به دست آوریم. با این حال، تحقیقات در مورد زیست شناسی سلول های بنیادی به دلیل نوع سلول ژنریک تولید شده به جای یک جایگاه خاص که به طور بهتری بیماری و آسیب شناسی آن را نشان دهد، همچنان محدود است.
بنابراین، برای تولید ترکیبات جدید، باید کارهای بیشتری برای ایجاد جایگاه‌های سلولی خاص انجام شود.
همچنین بخوانید:
مترجم: محمد صادق محمودی لرد
