موضوع مقاله: سلول بنیادی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # سلول بنیادی | مقدمه: سلول بُنیادی یا یاختهٔ بُنیادی یا بُن‌یاخته (به انگلیسی: stem cell) یاخته‌ای تمایزنیافته با توانایی تقسیم بالا است که هنوز تقسیم نشده‌است. | ## بخش 1: سلول بنیادی | یاخته‌های حاصل از تقسیم بُن‌یاخته‌ها (از راه میتوز) یاختۀ بنیادی بیشتری می‌سازند و می‌توانند به گونه‌های مختلف یاخته‌های دیگر تمایز یابند و ممکن است در روند تمایز، برخی یاخته‌ها مانند یاخته‌های عصبی، توانایی تقسیم‌شدن را از دست بدهند. در جانداران بالغ، یاخته‌های بنیادی و نیایاخته‌ها به‌عنوان یک سامانهٔ تعمیر برای بدن و بازسازی بافت‌های بالغ عمل می‌کنند. از بُن‌یاخته‌ها می‌توان در ساخت یاخته‌ها و در نهایت بافت‌های مختلف نیز استفاده کرد. فناوری یاخته‌های بنیادی علاوه بر به‌کارگیری این یاخته‌ها جهت درمان بیماری‌ها و بازسازی و نوسازی بافت‌ها، در سال‌های گذشته روی ساخت این یاخته‌ها نیز متمرکز شده‌است. جایزهٔ نوبل پزشکی در سال ۲۰۱۲ به‌خاطر کشف روشی برای بازسازی یاخته‌های بنیادی از یاخته‌های تمایز یافته، مشترکاً به جان برتراند گوردون (John B. کاربردها و فنون یاخته‌های بنیادی، در زیست‌فناوری و مطالعات پایهٔ آن، در زیست‌شناسی یاخته‌ای بررسی می‌گردد. توانایی تمایز یاخته‌های بنیادی یاخته‌های بنیادی را می‌توان بر اساس توانایی تمایز و تبدیل آن‌ها به یاخته‌های دیگر به چهار دستهٔ یاختهٔ بنیادی تمام‌توان، پرتوان، چندتوان و تک‌توان تقسیم کرد: «همه‌توان» یا Totipotent: به یاختهٔ تخمک و یاخته‌های رویان در مرحلهٔ ۴یاخته‌ای و ۸یاخته‌ای گفته می‌شود که می‌توانند همهٔ بافت‌های بدن و همچنین پرده‌های آمنیون (درون‌شامه) و کوریون (برون‌شامه) و جفت را ایجاد کنند. این یاخته‌ها را می‌توان از رویان‌های چهار یا پنج‌روزه حاصل از تخمک‌هایی که با روش‌های آزمایشگاهی لقاح داده می‌شوند به‌دست‌آورد و در محیط‌های کشت اختصاصی رشد داد. از جمله یاخته‌های لایهٔ اکتودرم، مزودرم و اندودرم که به‌ترتیب مربوط به لایه‌های بیرونی، میانی و درونی رویان هستند. یاخته‌های بنیادی اکتودرمی، پیش‌ساز یاخته‌های پوست و یاخته‌های دستگاه عصبی هستند. یاخته‌های مزودرمی پیش‌ساز بافت‌های عصبی، ماهیچه‌ای، چربی، بافت همبند، خون، یاخته‌های لوله‌های کلیوی و … هستند. در افراد بزرگسال هم، گونه‌ای از یاخته‌های بنیادی پرتوان که خاستگاه مزودرمی دارند، در مغز دندان و بعضی بافت‌های چربی یافت می‌شوند. گونه‌ای از این یاخته‌ها (یاخته‌های بنیادی خون‌ساز جنینی) را می‌توان از خون باقی‌مانده در بند ناف، پس از تولد نوزاد به‌دست‌آورد. از این رو می‌توان با پیوند زدن آن‌ها به مغز استخوان افراد بیمار، علاوه بر تأمین یاخته‌های خونی جدید برای آن‌ها، انتظار موفقیت بالایی از عمل پیوند داشت. از آن‌جا که یاخته‌های بنیادی خون‌ساز جنینی «پرتوان» هستند و توانایی تمایز به تمام بافت‌های بدن را دارند؛ به دست آوردن آن‌ها از بند ناف افق جدیدی برای درمان بسیاری از بیماری‌هاب در آینده ترسیم می‌کند. مانند یاخته‌های بنیادی مغز استخوان که قادر به ساخت گونه‌های یاخته‌های مختلف بافت خونی، شامل یاخته‌های سرخ و سفید خون، لنفوسیت‌ها و پلاکت‌ها هستند. یاخته‌های بنیادی موجود در بافت‌های مختلف (عصبی، پوست و …) افراد بزرگسال، در این دسته قرار می‌گیرند. | ## بخش 2: سلول بنیادی | یاخته‌های بنیادی، یاخته‌های درونی بلاستوسیست هستند که در نهایت به هر نوع یاخته، بافت و اندام درون بدن تبدیل می‌شوند. در واقع جدا کردن یاخته‌های بنیادی رویانی از طریق انتقال سطح داخلی بلاستوسیست به یک ظرف کشت آزمایشگاهی پلاستیکی که شامل یک بستر تغذیه‌ای به نام محیط کشت می‌باشد انجام می‌گیرد. دلیل به‌کارگیری این یاخته‌ها فراهم آوردن یک سطح طبیعی به منظور چسبیدن یاخته‌های بنیادی به آن و عدم جداشدنشان است. پس از چند روز یاخته‌های کشت داده شده شروع به رشد و تقسیم شدن در این محیط می‌کنند. هنگامی که این عمل انجام گرفت یاخته‌های کشت داده شده که زیاد شده‌اند را از این محیط برداشته و به محیط‌های تازهٔ کشت منتقل می‌کنند. پس از ۶ ماه یا بیشتر، ۳۰ یاختهٔ اولیه تبدیل به هزاران میلیون یاختهٔ بنیادی رویانی می‌شوند. یاخته‌هایی را که در این دوره ۶ ماه و در این محیط کشت مخصوص تقسیم شده و در عین حال تمایز نیابند را پرتوان (pluripoten) می‌نامند. یاخته‌های بنیادی خون‌ساز، یاخته‌های بنیادی عصبی و یاخته‌های بنیادی مزانشیمی مثال‌هایی از یاخته‌های بنیادی بزرگسال هستند. تقسیم یاخته‌های بنیادی ویژگی عمومی همهٔ یاخته‌های بنیادی، «خودنوزایی» آن‌ها از طریق تقسیم میتوز است. به این صورت که یکی از دو یاختهٔ دختری حاصل از تقسیم هر یک از یاخته‌های بنیادی، همانند یاختهٔ مادر باقی می‌ماند و دیگری وارد مسیر تمایز می‌شود. یکی از معروف‌ترین مثال‌ها در این مورد، تشکیل لنفوسیت تی خاطره در کنار پلاسموسیت حاصل از تقسیم یک لنفوسیت بی فعال شده‌است. سازوکاری که تعیین می‌کند کدام یاخته تمایز پیدا کند؛ می‌تواند برونگرا یا کاملاً درونی باشد. به این معنا که از دو یاختهٔ دختر حاصل از تقسیم، یاخته‌ای که با استخوان‌تنده (استئوبلاست) ارتباط دارد؛ تمایزنیافته باقی می‌ماند. در این گونه یاخته‌های بنیادی هنگامی که دو یاختهٔ دختر، هنوز کاملاً جدا نشده‌اند؛ پروتئین‌هایی به یکی از آن‌ها منتقل می‌شوند و سرنوشتِ یاخته را به‌سوی تمایز می‌برند. ساخت یاخته‌های بنیادی از یاخته‌های تمایزیافته پژوهش‌هایی که دربارهٔ ویژگی‌های اساسی یاخته‌های بنیادی انجام شد؛ امکان ایجاد نظریه‌هایی دربارهٔ شیوهٔ ساخت یاخته‌های بنیادی از یاخته‌های تمایزیافته را به‌وجود آورد. Gurdon با یک آزمایش کلاسیک در سال ۱۹۶۲ نشان داد که تمایز یک پدیدهٔ برگشت‌پذیر است. در این آزمایش؛ گوردون هستهٔ یک یاختهٔ بالغ روده را در یک زیگوت قورباغه که هستهٔ آن خارج شده بود، ادغام کرد و مشاهده کرد که مراحل تمایز، با موفقیت انجام می‌شود. | ## بخش 3: سلول بنیادی | پژوهش‌های جدید زیست‌شناسی مولکولی نشان دادند که یاخته‌های بنیادی «پرتوان» دو ویژگی اصلی دارند. دوم این که یک تعادل خاص بین فاکتورهای رونویسی و ساختار کروماتین آن‌ها برقرار است. به‌عبارتی ساختار کروماتین (که با ایجاد تغییرات اپی‌ژنتیکی روی پروتئین‌های کروماتین، قابل تغییر است) روی بیان ژن فاکتورهای رونویسی تأثیر دارد. افق‌های درمانی در بیماریی‌هایی که در آن یاخته‌ها دچار آپوپتوز غیرعادی شده یا به مرور زمان دچار نقص در کارکرد می‌شوند یا با حمله دستگاه ایمنی از بین می‌روند؛ به‌کارگیری یاخته‌های بنیادی، افق‌های درمانی تازه‌ای را محقق خواهد کرد. پارکینسون: در این بیماری، نورون‌های سازندهٔ دوپامین در قسمت توده سیاه مغز از بین می‌روند. به عبارتی اگر نورون‌های تولیدکنندهٔ میانجی‌های عصبی دوپامین را بتوان در محیط کشت ایجاد کرد، احتمال درمان افراد مبتلا به پارکینسون فراهم می‌شود چون این بیماران اغلب این نورون‌ها را از دست داده‌اند. دیابت گونۀ یک: یاخته‌های β در جزایر لانگرهانس پانکراس مورد حملهٔ دستگاه ایمنی قرار گرفته و از بین می‌روند. در نتیجه توانایی بدن در ساخت انسولین از بین رفته و درصورت عدم تزریق خارجی، بیمار زنده نخواهد ماند. آلزایمر: در نتیجهٔ تجمع پروتئین tau (مرتبط با ریزلوله‌های اسکلت یاخته) در داخل یاخته‌های عصبی و تجمع پروتئین بتا-آمیلوئید در خارج یاخته‌ها، توانایی آن‌ها در انتقال پیام عصبی کاهش یافته و بیمار با مشکلات حافظه و سایر مشکلات عصبی مرتبط روبه‌رو خواهد شد. در مراحل مختلف این بیماری، تعداد زیادی از یاخته‌های درگیر، دچار آپوپتوز می‌شوند. با جایگزین شدن یاخته‌های عصبی از بین رفته؛ بهبود قابل ملاحظه‌ای در وضعیت این بیماران انتظار می‌رود. سکتۀ مغزی: در اثر ایجاد لختۀ خونی و در نتیجهٔ از بین رفتن بخشی از بافت مغز به‌علت نرسیدن اکسیژن اتفاق می‌افتد. بیماران قلبی: توصیه می‌شود برای افرادی که در مراحل وخیم بیماری قلبی بوده و در انتظار دریافت قلب پیوندی به‌سر می‌برند، در کنار تجویز داروهای سرکوب‌کنندۀ دستگاه ایمنی، از روش پیوند یاخته‌های بندناف به‌عنوان یک روش کمکی استفاده کرد. بیماران کبدی: اکنون اگر بیماری دچار سرطان کبد باشد، جراح مجبور است برای جلوگیری از انتشار سرطان (متاستاز) به بخش‌های دیگر بدن، بخش سرطانی کبد را نابود کند. برای این منظور معمولاً طی دو عمل جراحی هم‌زمان، خون ناحیه سرطانی کبد را قطع می‌کنند تا بافت آن را بازسازی کنند. درمان قرنیه: هم‌اکنون پروژهٔ به‌کارگیری یاخته‌های بنیادی جهت درمان مشکلات قرنیۀ چشم در پژوهشگاه رویان در حال پیگیری می‌باشد. | ## جمع‌بندی | مشکلات چون فلج نخاعی، سوختگی، آرتروز، روماتیسم مفصلی و … درمان بیماری‌های دهان و دندان: پژوهش‌های گسترده‌ای در زمینهٔ درمان آسیب‌های وارده به بافت صورت و غدد بزاقی با به‌کارگیری یاخته‌های بنیادی در مرحلهٔ آزمایشگاهی در حال انجام است که نتیجهٔ حاصل از آن می‌تواند جایگزین مواد مصنوعی شود.