سلول درمانی ناباروری؛ کاربرد سلول‌های بنیادی در درمان ناباروری

سلول درمانی ناباروری

مقدمه

برای درمان ناباروری راه‌حل‌های مختلف و متفاوتی وجود دارد که یکی از موثر ترین های آنها استفاده از سلول‌های بنیادی در امر درمان انواع ناباروری‌ها می‌باشد. آزمایش‌های مطالعات حیوانی این روش در ایران بر روی موش انجام شده و موفقیت‌آمیز بوده است. فاز انسانی مطالعه‌ی این روش هم شروع شده که اگر به جواب نهایی برسد، تحول مهمی در ناباروری محسوب می‌شود.

سلول درمانی با سلول‌های بنیادی به‌عنوان یک راه‌حل ممکن برای مجموعه گسترده‌ای از مشکلات تولیدمثل که نه‌تنها مشکلات مربوط به گامت‌ها را در برمی‌گیرد بلکه برای درمان آسیب آندومتر تا اختلال نعوظ و آتروفی واژن و همین‌طور مشکلات مرتبط به ناکارآمدی تخمدان و رحم، پیشنهاد شده است. در زمینه فعلی سلول‌های بنیادی، ما دانش فعلی را در بیولوژی سلول بنیادی و درمان‌های سلولی مرتبط با داروهای باروری مرور می‌کنیم و نظری در مورداستفاده از این درمان‌ها در کلینیک ارائه می‌دهیم.

علل ناباروری مردان

ناباروری‌های مردانه انواع علل مختلفی دارند از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به Azoospermia(aspermia): ازواسپرمی یا عدم وجود اسپرم در مایع منی (semen)، تعداد کم اسپرم (oligospermia)، کاهش و کمبود اسپرم‌های متحرک (asthenospermia) و شکل غیرطبیعی اسپرم (teratospermia) اشاره کرد.

در اندام‌های جنسی مردانه برای تولید سلول‌های جنسی فرایندی به نام اسپرماتوژنز (Spermatogenesis) صورت می‌گیرد. اسپرماتوژنز در لوله‌های سمینیفروز (seminiferous tubule) بیضه و با انجام دو مرحله‌ی میوز ۱ و ۲ صورت می‌گیرد. تولید اسپرم طبیعی و سالم طی این فرایند، مقدمه‌ی تولیدمثل جنسی است که هرگونه اختلال در این مسیر و تولید ناکافی و با اشکال نامناسب اسپرم به‌خاطر اختلالات هورمونی و ساختاری منجر به ناباروری‌های مردانه می‌شود

کاربرد سلول‌های بنیادی در درمان ناباروری مردان

دسته‌ای از سلول‌های بنیادی به نام سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونیال (SSC) وجود دارند. اسپرماتوگونی ها سلول‌های ناهمگونی (heterogeneous) هستند و دسته‌ای از آن‌ها تمایزیافته و دسته‌ای از آنها تمایز نیافته‌اند، این سلول‌های تمایز نیافته اگر در محیطی مناسب با فاکتورهای رشد ضروری قرار بگیرند می‌توانند به سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونیال (SSC) تبدیل شوند. اگر این سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونیال در محل توبول های سمینیفروز در نزدیکی غشای پایه در بیضه قرار بدهیم، این سلول‌ها می‌توانند منجر به اسپرمانوژنز بی‌نقص و بدون اختلال بشوند و اسپرم‌های طبیعی را تولید کنند؛ بنابراین این سلول‌ها پس از پیوند در توبول های سمینیفروز به‌عنوان سلول‌های بنیادی پرتوان، می‌توانند به گامت تمایز بیابند و باروری را بازیابی کنند.

شکل ۴: فرایند و رویکرد درمانی با سلول‌های اسپرماتوگونیال

پس به‌عنوان یک رویکرد درمانی در موش‌ها، ابتدا سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونیال را از موش‌های سالم جداسازی و بر روی محیط کشت مناسب کشت دادند آن‌ها را به موش‌های aspermia یا فاقد اسپرم و سایر انواع ناباروری‌ها پیوند زدند، این پیوند در یکی سه محل ۱- توبول های سمینیفروز ۲- مجرای وابران ۳-rete testis صورت گرفت، پس از ۳ تا ۵ ماه مشاهده شد که تقریبا سطح تستوسترون نرمال گشت، ویژگی های بافتی بیضه ها بهبود یافت و اسپرماتوژنزیز صورت گرفت و باروری بازیابی شد و ناباروری در موش ها درمان شد. طی تحقیقات بسیاری این فرایند و تاثیر سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونیال در بازیابی باروری بررسی شده است.

سلول‌های بنیادی و اختلال عملکرد نعوظ

نعوظ آلت تناسلی یک پاسخ عصبی عروقی است که شامل افزایش جریان شریانی، شل شدن عضلات صاف و کاهش گردش خون وریدی است. اختلال در نعوظ می تواند در شرایطی مانند دیابت، نوروپاتی، بیماری های عروقی، بیماری های التهابی (بیماری پیرونی ) یا جراحی ایجاد شود. اگرچه هیچ کارآزمایی بالینی کامل نشده است، مطالعات پیش بالینی بسیاری عمدتاً در مدل‌های موشی و موش انجام شده‌است. بیشتر مطالعات شامل MSC ، سلول‌های بنیادی تاج عصبی، ESC ، سلول‌های سازنده اندوتلیال و MDSC است. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که تزریق سلول بنیادی مزایایی را در جهت ترمیم کارکرد نعوظ و فیزیولوژی آلت به ارمغان آورده‌است. جالب توجه است که به نظر می رسد بهبود عملکرد نعوظ به دلیل عوامل پاراکرین ترشح شده توسط سلول‌های تزریقی (مولکولهای محافظت کننده، ضد فیبروتیک و ضد آپوپتوز) به جای تمایز مستقیم است.

در سال های اخیر پیشرفت های بزرگی در زمینه ی تشخیص و درمان ناباروری‌های مردانه شده است که این درمان ها منجر به تولید اسپرم های نرمال شده است در میان این درمان ها، درمان با سلول‌های بنیادی(stem cell therapy)قابل ملاحظه است. سلول‌های بنیادی با ویژگی خودنوسازی و قدرت تمایز بالا پنجره ی جدیدی رو به درمان ناباروری‌های جنس مذکر باز کرده است. اکنون دانشمندان این حوزه به دنبال اجرای این روش ها در انسان ها هستند اما زوج ها باید خطرات این روش ها را بپذیرند و بدانند.

سلول‌های بنیادی و ناباروری زنان

فاکتورهای متعددی وجود دارد که می‌تواند باعث ناباروری در زنان شود. مطالعات سبب شناسی در این حوزه نشان میدهد از شایع ترین دلایل ناباروری زنان می‌توان به: مشکلات تخمک گذاری، سندروم پلی کیستیک تخمدان (وجود تعداد زیادی کیست کوچک در تخمدان)، مشکلات مرتبط با هیپوتالاموس، و ناکافی بودن تخمدان primary ovarian insufficiency)، نارسایی تخمدان زودرس (POF) (پایان تخمک گذاری قبل از یائسگی) ، سندروم اشرمن (چسبندگی داخل رحمی) ناباروری‌های مربوط به لوله ی فالوپ(مسدود شدن)، اندومتریوزیس (ظاهر شدن بافت پوشش داخلی رحم در نقاط غیر معمول رحمی) و همنیطور مشکلات رحم و گردنه ی رحم (باریک شدن گردنه رحم، پلیپ ها و تومورها) اشاره کرد.

درمان های وابسته به جایگزینی هورمون در بعضی موارد ناباروری اثر گذار بوده اند ولی نمیتوان از عوارض جانبی این درمان ها مانند افزایش ریسک سرطان پستان، superovulation و همچنین بارداری های مولتیپل(چند قلو زایی) چشم پوشید.

این مشاهدات و نتایج حاصل از آنها پیشنهاد میدهند که باید برای پیش گیری از عوارض جانبی حاصل از درمان های موجود چاره ای اندیشید. یکی از راه هایی که ممکن است به زودی بر تمام این مشکلات غلبه کند درمان های مبتنی بر سلول‌های بنیادی ست.

در سال های اخیر پیشرفت وسیعی در حوزه ی ناباروری زنان با استفاده از سلول‌های بنیادی جهت تولید و ساخت اووسیت و همینطور بازساخت تخمدان صورت گرفته است. همانطور که پیشتر مطرح شد، سلول‌های بنیادی سلول‌های تمایزنیافته ای هستند که در جنین، fetus و بزرگسالان یافت میشوند.

این سلول‌های بنیادی خود به چند گروه تقسیم بندی میشوند: ESCs – MSCs – SSCs – iPSCs

سلول‌های بنیادی و بازسازی واژن

به غیر از عفونت ها، موارد بسیاری بر عملکرد واژن تاثیر میگذارند؛ مانند سندرم MRHK، پرولاپس واژینال ، فیستول واژینال ، سرطان و سایر انواع تروما ها و جراحی ها. متاسفانه درمان های موجود که شامل جراحی و پیوند اعضای مصنوعی می توانند منجر به بروز مشکلاتی نظیر فیبروز، مشکلات مربوط به عروق و رد پیوند شوند. استفاده از سلول‌های بنیادی برای بازسازی واژن خیلی کم مورد بررسی قرار گرفته است اما اغلب کار ها با سلول‌های بنیادی مشتق از عضله (MDSC) انجام شده است.

 MDSC که به عنوان کاندید امیدوار کننده ای برای درمان اختلالات عضلانی، قلبی و ادراری شناخته شده است، در مدل‌های موشی مشاهده شد که با کاهش فیبروز و افزایش تشکیل بافت پوششی، قادر به بهبودترمیم واژینال هستند. علاوه بر این، تجویزMSC پس از اتساع واژن در موش ها می تواند منجر به بهبود مجاری ادراری شود و تعداد سلول‌هایی بنیادی را که به محل ناحیه ی آسیب دیده می رساند، افزایش دهد.

مطالعات مربوط به انسان گزارش نشده است، و لازم است در حال حاضر این روشهای درمانی کاملاً تجربی در نظر گرفته شود.

سلول‌های بنیادی و مشکلات مرتبط با ناکارآمدی تخمدان ها و درمان اندومتریوسیس

ESCs (Embryonic Stem Cell)

سلول‌هایی هستند که از inner cell mass مشتق میشوند و میتوانند خودشان را تا بی نهایت و با کاریوتایپ نرمال تکثیر کنند. Hübner و همکارانش نشان دادند ESC می‌تواند با داشتن مارکر مخصوص سلول‌های germ line به اووسیت تمایز پیدا کند. این مارکرها از جنین های بارور شده گرفته میشوند و به دلایل اخلاقی فقط در حوزه ی تحقیقات اجازه ی استفاده دارند.

گزارش های مبنی بر بازساخت رحمی به دلیل ویژگی های عملکردی و فیزیکی رحم و همچنین مکانیسم های هورمونی پیچیده بسیار محدود است و درمان های با استفاده از دارو خیلی مورد اطمینان واقع نشده اند. البته پیشرفت هایی که در حوزه ی ART (تکنولوژی های به کار رفته برای بهبود باروری)به وجود آمده برای غلبه بر بسیاری از سد های بر سر راه باروری زنان و مردان کمک بسیاری کرده است. با این حال برای بیماران مبتلا به چسبندگی رحمی شدید بارداری هنوز یک آرزو به شمار می آید.

 سلول‌های اندومتریال مشتق شده از ESC میتوانند باعث بازساخت اندومتریال عملکردی شوند و از بلاستوسیت های کلون شده برای گرفتن ESC استفاده شود. سلول‌های حاصل را می‌توان به primordial germ cell-like (سلول پیش ساز اسپرم و تخمک) نیز تمایز داد. استفاده از این سلول ها همیشه به دلایل اخلاقی و استخراج آن‌ها از جنین انسانی همیشه بحث برانگیز بوده است. در هر صورت اووسیت های مشتق شده از این سلول ها همچنان از کارایی کمی برخودارند و تنها یک مورد از آزمایش هایی که ثبت شده است ویژگی های عملکردی مورد نظر گامت‌ها را داراست.

MSCs (Mesenchymal Stem Cells)

این سلول ها میتوانند از بافت های چربی، مغز استخوان، خون بند ناف، مایع امنیوتیک و اندومتریوم و … گرفته شود. MSC عملکرد مناسبی از لحاظ تکثیر خود، پتانسیل تمایز و همینطور تشکیل کلونی دارند، همچنین این سلول ها قادر به ترشح یک سری فاکتورها ی تروفیک مثل فاکتور های رشد و سایتوکین ها هستند.

از ویژگی های قابل توجه این سلول ها که باعث شده بیشتر تحقیقات در حوزه ی استفاده از سلول‌های بنیادی در ناباروری از این سلول ها بهره بگیرند، تولید سیستمی و موضعی سیتوکین های Th1/Th2 ست که در یک آزمایش ثابت شده باعث محافظت از جنین در موش های مستعد سقط است.

تحقیقات آزمایشگاهی بسیاری امروزه با استفاده از این سلول ها به صورت تنها و یا به صورت ترکیبی با دیگر داروها برای درمان تخمدان های بدون عملکرد و همچنین بیماری های مرتبط اندومتریال استفاده میکنند. این مطالعات مدل های آزمایشگاهی دلخواه، برای هر چه نزدیک تر شدن به مکانیسم های مشابه در ناباروری زنان را فراهم میکند که برای بهبود هر چه بیشتر پایه های تئوری انجام درمان های کلینیکال مورد نیاز است.

سلول‌های MSC میتوانند به صورت مستقیم و غیرارادی به سمت محل آسیب دیده ی تخمدان مهاجرت کنند و در آنجا در معرض فاکتورهای متفاوتی قرار بگیرند و زنده بمانند و به ریکاوری تخمدان کمک کنند.

البته براساس مطالعات انجام شده، تعداد سلول‌های MSC هایی که با موفقیت وارد شده و دارای عملکرد هستند و تمایز می یابند به اندازه ای کم هستند که نمیتوان به راحتی بهبود فعالیت تخمدان ها را مشاهده کرد . علاوه بر آن اینکه پس از ورود سلول ها به داخل مکان های آسیب دیده ی رحم به اووسیت تمایز می یابند یا نه هم هنوز مشخص نیست.

بهبود وضعیت عملکرد تخمدان در این مطالعات ممکن است به دلیل مکانیسم های پاراکرین آن باشد. این مکانیسم ها که درگیر در ترشح یک سری سیتوکین های خاص مثل فاکتورهای رشد ااندوتلیالی رگی، فاکتور رشد شبه انسولین و فاکتور های رشد کبدی هستند که در انژیوژنسیس، تنظیمات دستگاه ایمنی ضد التهابی، ضد آپوپتزی و همینطور آنتی فیبروزی دخالت دارندممکن است که به بازسازی تخمدان کمک کنند. مطالعات بیشتری باید در کشف این حقیقت که این سلول ها چگونه به سلول‌های هدفی مثل اووسیت و یا سلول‌های حمایت کننده که باعث بهبود عملکرد تخمدان و در نتیجه درمان این ناهنجاری های درون تخمدان می شوند تبدیل می شوند.

MCS همچنین باعث بهبود نگهداری اندومتریال شده که به دلیل همین فعالیت های پاراکرینی این سلولهاست. در مطالعاتی که تا به امروز انجام شده همه بر این باورند که اثر پاراکرینی سلول‌های MSC مهم تر از خاصیت متمایز شدن آنهاست. به این معنی که MSC های پیوند شده با وارد شدن به مکان مورد نظر و ایجاد ارتباطات سلول -سلول و ترشح مولکول هایی باعث افزایش فرایند رگ زایی و ترمیم بافت و همینطور باعث فعال شدن سلول‌های پیش ساز اختصاصی آن بافت میشوند.

در هر حال بقیه ی مطالعات پیشنهاد میدهند که پیوند MSC به اندومتریوم انسان وجوندگان، به اپی تلیال، استرومال و سلول‌های اندوتلیال تمایز می یابند. بنابراین MSC ممکن است باعث بهبود بازساخت اندومتریال و افزایش احتمال باروری توسط فاکتورهای پاراکرین شود ولی سایر مکانیسم ها در حاله ای از ابهام است.

Bone Marrow Stromal Cells

یکی از انواع سلول‌های MSC سلول‌های مشتق شده از بافت مغز استخوان است. این سلول ها که منبع اصلی برای دریافت سلول‌های مولتی پوتنت هستند نه‌تنها میتوانند به سلول‌های مثل استئوبلاست و کندروبلاست تمایز پیدا کنند بلکه قابلیت تمایز به گرانولوسا(granulosa: تنها سلول‌های سوماتیکی هستند که ارتباط نزدیکی با اووسیت ها از لحظه ای که شکل می گیرند دارند و با تولید استروئید ها و فاکتورهای رشد به شکل گیری گامت‌ها کمک می کنند.) و اندومتریال و سلول‌های اندوتلیالی هم دارند.

– کاربرد Bone Marrow Stromal Cells در مشکلات تخمدان

مطالعات متعددی در مورداستفاده موثر از سلول‌های مغز استخوان در تیمار مدل های حیوانی دارای مشکل در تخمدان القاءشده توسط شیمی درمانی وجود دارد. این مطالعات نشان میدهند که ساختار و عملکرد تخمدان با استفاده از این سلول ها بازیابی شده است. با وجود اینکه داروهای شیمی درمانی باعث از بین رفتن و جلوگیری از رشد سلول‌های توموری میشوند، آنها همچنین میتوانند باعث آپوپتوز سلول‌های گرانولوسا، آترزی فولیکولی (Follicular atresia: آترزی فولیکولی پدیده‌ای است که منجر به تهی شدن تخمدان از تخمک و در نهایت وقوع یائسگی می‌گردد) کاهش فعالیت تخمدانی و سایر مواردی که نشان دهنده ی یائسگی زودرس است شوند.

سلول‌های گرانلوزا که در نزدیکی پلیکولیوم اووسیت (یک لایه ی گلیکوپروتئینی ست که دور تا دور اوسیت پستاندران را فرا گرفته است.) قرار گرفته اند و استروژن را تحت کنترل و القای هورمون های تحریک کننده ی فولیکول ها ترشح میکنند، نقش بسیار حیاتی در تغدیه و حمایت از اووسیت ها دارند. بنابراین از بین رفتن این سلولها براثر آپوپتز می‌تواند منجر به کاهش سطح استروژن دربدن شود و در نتیجه روی رشد و تکامل نرمال اووسیت ها تاثیر میگذارد.

طی آزمایشاتی دانشمندان از سلول‌های بافت پیوندی گرفته شده از خرگوش های نر برای درمان مشکلات تخمدانی تحت تیمار سیکلوفسفامید(از داروهایی که برای درمان سرطان استفاده میشود) استفاده کردند، متوجه شدند که عملکرد تخمدان ها و تعداد فولیکول ها افزایش یافت. به علاوه سطح استروژن و همینطور فاکتورهای رشد اندوتلیال وازکولار هم بهبود پیدا کرد و سطح هورمون های تحریک کننده ی فولیکولی و بیان کاسپاز ۳(از پروتئین های دخیل در مرگ سلولی) هم کاهش پیدا کرد.

سلول‌های استرومال مغز استخوان قادر به بازیابی تخمدان هایی که توسط شیمی درمانی آسیب دیده در مدل های موشی هستند و موش های استفاده شده در این آزمایش باروری خود را به دست آوردند.

کاربرد سلول‌های استرومال مغز استخوان برای درمان ناهنجاری های اندومتریوم

اندومتریوم رحم یک بافت دینامیک متشکل از glandular epithelium ( بافت پوششی دارای غدد ترشحی) که در هر چرخه ی زایشی بازسازی میشود. اندومتریوم رحم از لحاظ ساختاری می‌تواند به دوناحیه ی بالاتر (upper)که لایه ی عملکردی خوانده میشود و ناحیه ی پایه ی پایینی (lower)که وظیفه ی ساخت لایه ی بالایی جدید را دارد که طبق تغییرات سطح استروژن و پروژسترون این اتفاق می افتد.

در انسان ها مشخص شده که سلول‌های استرومال مغز استخوان در اندومترویم رحمی در بازساخت بافت اندومتریوم شرکت دارند. پیوند و جایگذاری سلول‌های مغز استخوانی که از خود افراد گرفته شده برای درمان آسیب های اندومتروم در پنج نمونه از ۶ نمونه باعث بازیابی چرخه ی قائدگی شده است.

در مدل های حیوانی از این نوع سلول ها برای درمان اندومتریوم نازک شده با جایگذاری این سلول ها در بافت و تمایز آن‌ها به میزان زیادی از سلول ها و اثر آن‌ها در واکنش های ایمنی به صورت موفقیت آمیزی پیش رفته. علاوه بر آن استفاده از این نوع سلول ها در زنان مبتلا به سندروم آشرمن باعث بهبود عملکرد آن افراد و بهبود نتایج بارداری آن‌ها شده است.

در ترایال های انسانی و همینطور مدل های پری کلینیکال حیوانی سلول‌های مغز استخوان، باعث القای تکثیر اندومتریال میشوند با پیوند این سلول ها به اطراف رگ های اندومتریال اندومتریوم آسیب دیده و همینطور ترشح فاکتورهای رشد اختصاصی مثل ترومبوسپوندین ۱ و فاکتورهای رشد شبه انسولینی. برای جبران عدم توانایی کافی بازساخت اندومتریوم، مهار فیبروزیس، افزایش انژیوژنسیس و بهتر کردن قابلیت پذیرفتن اندومتریوم، به همراه سلول‌های استرومال مغز استخوان اسکفلد های کلاژنی برای درمان سندروم اشرمن استفاده میشوند. این یافته ها کاربرد بالقوه ای برای درمان اختلالات رحمی از جمله خونریزی غیرطبیعی رحمی، ناباروری، حاملگی عارضه دار، سقط خودبخودی و سرطان دارند.

سلول‌های مشتق شده از ادیپوز Adipose-Derived Stem Cells

این سلول ها هم از انواع سلول MSC ها هستند که اخیرا برای ترمیم بافت ها از آن‌ها بهره میبرند. با اینکه این سلول ها از ویژگی های بیولوژیکی مشابهی با سلول‌های گرفته شده از مغز استخوان برخوردارند ولی به دلیل استخراج راحت تر در میزان زیاد ترجیح داده میشوند.

Damous و همکاران طی آزمایشاتی به این نتیجه رسیدند که درمان‌های با استفاده از استم سل‌های مشتق شده از بافت چربی باعث بهبود کیفیت پیوند تخمدان توسط افزایش بیان و در نتیجه سطح فاکتوررشد اندوتلیال و همینطور افزایش تعداد رگ‌های خونی در بافت تخمدان در رت گیرنده‌ی پیوند تخمدان یک رت بزرگسال می‌شود.

در مطالعه‌ای دیگر در مدل‌های رت از این سلو لها به صورت ترکیبی با استروژن تراپی استفاده کردند و باعث القای کارامد بازسازی اندومتریوم در رت های دارای سندروم اشرمن شد.

MB-MSC(Menstrual Blood Mesenchymal Stem Cells)

این سلول‌ها می‌توانند از خون دوران قائدگی استخراج شوند. این سلول‌ها ویژگی‌های سایر سلول‌های بنیادی را دارند، به علاوه مشخص شده که این سلول‌ها مزایای بسیار زیادی در برابر سلول‌های بنیادی گرفته شده از بقیه‌ی منابع دارند. مانند: راحتی جمع آوری، ایمن و غیر تهاجمی بودن آن، نبودن مشکلات اخلاقی و همینطور خبری از رد شدن پیوند بر اثر پاسخ ایمنی وجود ندارد. از این سلول‌ها در ترایال ها برای درمان بیماری‌های عصبی، دیابت ملیتوس و ام اس استفاده شده است.

کاربرد MB-MSC در ناکارامدی تخمدان:

مطالعات متعددی نشان داده‌اند که استفاده از این سلول‌ها باعث کاهش اپوپتوز در سلو لهای گرانولوزا و تخمدان شده است که در نتیجه باعث بهبود تولید فولیکول هاو بهبود فعالیت و عملکرد تخمدان‌ها و بازیابی باروری در مدل‌های حیوانی داراری POF شده است. علاوه بران Wang و همکاران مشخص کرده‌اند که این سلول‌ها باعث تولید فاکتورهای رشد فیبروبلاستی می‌شوند که باعث افزایش زنده ماندن سلول‌ها، تکثیر و همینطور ترمیم بافت اسیب دیده می‌شود.

Yan و همکاران هم نشان دادند که این سلول‌ها باعث کاهش اپوپتوز سلول‌های گرانولوزا می‌شوند و در نتیجه عملکرد تخمدان‌ها را در رت ها با کاهش بیان Gadd45b بهبود می‌بخشند. این پروتئین یک سنسور استرس است. (میانجی گر ارتباطات فیزیکی با سایر پروتئین‌های سلولی است و در تنظیم چرخه‌ی سلولی دخالت دارد.)

کاربرد MB-MSC در درمان بیماری‌های اندومتریال

در یک مطالعه‌ی کلینیکال، هفت بیمار مبتلا به سندروم اشرمن شدید را با سلول‌های خودشان پیوند زدند. همچنین در این مطالعه ازهورمون ها نیز به عنوان فاکتور کمکی استفاده شد. نتایج نشان داد ضخامت اندومتریوم در ۵ زن به ۷ میلی متر رسید و یک بیمار دچار بارداری ناخودآگاه شد و ۲ بیمار از ۴ بیمار باقی مانده بعد از انتقال جنین به رحمشان باردار شدند.

در آزمایشاتی که از رت های مبتلا به سندروم اشرمن استفاده شده بود استفاده از این سلول‌ها منجر به بهبود وضعیت بارداری به وسیله‌ی افزایش سنتز فاکتورهای رگ سازی و ضد التهابی شده است.

Zheng و همکاران اولین افرادی بودند که نشان دادند این سلول‌ها توانایی تمایز به سلول‌های اندومتریال و در نتیجه ساخت دوباره‌ی اندومتریوم را در موش‌های NOD-SCID بعد از اضافه کردن استروژن و پروژسترون به این مدل آزمایشگاهی را دارند.

به عنوان یک فاکتور رونویسی سلو لها ی دارای نشانگر OCT-4 می‌توانند به سه جرم لایر تمایز پیدا کنند. دیده شده کارایی کلونینگ و همینطور بیان OCT4 سلول‌های MB-MSC بیماران دارای چسبندگی شدید داخل رحمی، کاهش شدید نسبت به گروه کنترل نشان دادند.

همچنین این گروه با تیمار ترکیبی این سلول‌ها به همراه PRP (plasma rich product) تراپی متوجه شدند که تاثیر این درمان افزایش پیدا می‌کند. از PRP که یک محصول از پلاسماست برای درمان جراحت‌های مزمن استفاده می‌شود. آنها به این نتیجه رسیدند که ترکیب این دو باعث تکثیر بهتر اندومتریال، رگ زایی و همینطور ریکاوری‌های مورفولوژی می‌شود. این درمان همچنین در کاهش فیبروزیس و التهاب با تغییراتی که در مسیر سیگنالینگ Hippo اعمال می‌کند و تنظیمات فاکتورهای پایین دستی مثل فاکتورهای رشد بافت پیوندی، wnt5a و Gdf5 موثر است.

استم سل‌های گرفته شده از بند ناف Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells

این سلو لها مستقیماً از Wharton’s jelly (ژله‌ی وارتون)بند ناف گرفته می‌شود و دارای مارکر های CD29 CD44 CD73 هستند. به دلیل میزان سرطانزایی کمتر و توانایی خودتکثیری بیشتر در مقایسه سایر استم سل‌های مزانشیمال این سلول‌های را به عنوان منبع خوبی جهت تمایز به انواع سلول‌های مزودرمال به کار گرفته می‌شود و برای سلول تراپی از آن استفاده می‌کنند.

– کاربرد این سلول‌ها در درمان مشکلات تخمدان:

در بسیاری از مدل‌های حیوانی برای درمان POF به صورت موفق مورد آزمایش قرار گرفته است که باعث کاهش آپوپتز در سلول‌های گرانولوزا، کاهش سطح سرمی هورمون‌های تحریک کننده‌ی فولیکولی، افزایش استروژن و سطح هورمون‌های anti-Mullerian hormone ( هورمونی است که توسط سلول‌های گرانلوزا تولید می‌شود و اندازه گیری آن برای ارزیابی تعداد فولیکول‌های باقی مانده اهمیت دارد.)شده است.

همچنین این سلول‌ها به صورت قرار گرفته بر روی اسکفلد کلاژنی، به تخمدان‌های مبتلا به POF پیوند زده شد. Ding و همکاران متوجه شدند که این تکنیک باعث فعال شدن فولیکول‌های پریموردیال در آزمایشگاه به وسیله‌ی فسفریلاسیون و غیر فعال کردن FOXO3a – که یک مهارکننده‌ی قوی فعالیت فولیکول‌هاست – و همینطور FOXO1 می‌شود.

Li و همکاران از این سلول‌های انسانی که برای درمان رت های perimenopausal (دوره‌ی زمانی کمی پیش از یائسگی که به تدریج علائم آن در فرد بروز می‌کند.) استفاده کردند، متوجه شدند که باعث ترشح سیتوکین ها مثل فاکتورهای رشد هپاتوسیتی، فاکتور رشد اندوتیلیال وازکولار و فاکتور شبه انسولینی ۱ می‌شدند که در نتیجه باعث بهتر شدن عملکرد تخمدان‌ها شدند.

– کاربرد آن‌ها در مشکلات اندومتریوم:

طبق آزمایشات Zhang و همکاران، این سلول‌ها که قابلیت تمایز به سلول‌های اندومتریال دارند با با تاثیر بر افزایش بیان فاکتورهای عروقی و کاهش فاکتورهای پیش التهابی باعث افزایش تعداد انتقال جنین موفق در افرادی که چندین بار در معرض پیوند این سلول‌ها بوده‌اند در مقایسه با افرادی که فقط یکبار پیوند را انجام داده‌اند شده‌اند.

از این سلول‌ها به همراه اسکفلد همچنین در فاز ۱ کلیلنیکال ترایل بر روی بیماران داراری رحم چسبنده در مراحل اولیه استفاده کردند. نتایج نشان داد این سلو لها می‌توانند باعث بهتر شدن تکثیر اندومتریال، تمایز و رگ زایی جدید به دلیل افزایش بیان گیرنده‌های استروژن الفا، vimentin، Ki67 شوند.

iPSC

این سلول‌ها نقطه‌ی عطفی در حوزه‌ی تحقیقات سلول‌های بنیادی به شمار می‌روند. این سلول‌ها نتیجه‌ی تمایز زدایی سلول‌های تمایز یافته به وسیله بیان چهار ژن oct4-hif4-sox2 c-myc هستند. چون می‌تواند از خود فرد بیمار گرفته شود دیگر نگرانی‌های رد پیوند را ندارند. خیلی به ESC ها شباهت دارند از لحاظ مورفولوژی ، مارکرهای سطحی و همانند آنها دارای کاریوتایپ نرمال هستند و دارای فعالیت تلومرازی هستند. پس Ipsc سلول‌های تمایز یافته‌ای هستند که توسط تغییرات ژنتیکی به سلول‌هایی مشابه ESC تبدیل شده‌اند با مارکرها و ویژگی‌های مشابه.

نتایج یک مطالعه نشان داده که برنامه ریزی مجدد (reprogramming) این سلول‌ها به منظور تولید سلول‌های رحمی سالم، به نام سلول‌های فیبروبلاست استرومایی اندومتر، ممکن است بتواند درمانی بالقوه برای بیماری‌های درگیر کننده اندومتر مانند اندومتریوز باشد.

محققین مرکز Northwestern Medicine بررسی‌هایی را روی سلول‌های iPS انجام داده‌اند.

درمان از طریق جایگزینی مجدد سلول‌های فیبروبلاست استرومایی اندومتر به کمک سلول‌های iPS خود فرد، به خصوص به‌منظور احیاء پاسخ به هورمون پروژسترون (که در بیماران اندومتریوز مختل گردیده) می‌تواند رویکردی نوین در درمان اندومتریوز باشد.

نتیجه‌گیری

با توجه به نتایج تحقیقات انجام شده در پستانداران غیر انسانی و نیز با پیشرفت‌های اخیر در زمینه‌ی کشت و جداسازس سلول‌های بنیادی از انسان، به نظر می‌رسد در صورت اطمینان از سلامت زیستی و اخلاقی روش‌های فوق می‌تواند روش مناسبی برای درمان ناباروری باشد. از آنجایی که حفظ باروری بدین روش این مزیت را به همراه دارد که باروری حاصله، فارغ از روش‌های مصنوعی تولیدمثل است و فرد به روند تولیدمثلی عادی بر می‌گردد، در صورت بالا بودن موفقیت آن دیگر نیازی به روش‌های لقاح مصنوعی در آزمایشگاه نیست.

۱-Vassena, R., Eguizabal, C., Heindryckx, B., Sermon, K., Simon, C., van Pelt, A. M. M., … & Zambelli, F. (2015). Stem cells in reproductive medicine: ready for the patient?. Human Reproduction, 30(9), 2014-2021.

۲-Zhao, Y. X., Chen, S. R., Su, P. P., Huang, F. H., Shi, Y. C., Shi, Q. Y., & Lin, S. (2019). Using Mesenchymal Stem Cells to Treat Female Infertility: An Update on Female Reproductive Diseases. Stem Cells International, 2019.

۳-Hall, J. E. (2016). Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, Jordanian Edition E-Book. Elsevier.

۴-Pourmoghadam, Z., Aghebati‐Maleki, L., Motalebnezhad, M., Yousefi, B., & Yousefi, M. (2018). Current approaches for the treatment of male infertility with stem cell therapy. Journal of cellular physiology, 233(10), \6455-6469.

۵-Lorzadeh, N., & Kazemirad, N. (2018). Application of Stem Cells to Infertility Treatment with Emphasis on Mesenchymal Stem Cells and Ovarian Stem Cells. American journal of perinatology, 35(12), 1142-1147

۶-Volarevic, V., Bojic, S., Nurkovic, J., Volarevic, A., Ljujic, B., Arsenijevic, N., … & Stojkovic, M. (2014). Stem cells as new agents for the treatment of infertility: current and future perspectives and challenges. BioMed research international, 2014.

انجمن علمی دانشجویی ژنتیک بیوتکنولوژی دانشگاه شهید چمران اهواز شماره جدید فصلنامه «ژنوفیل» شماره چهارم سال دوم

مدیر مسئول: زهرا نصب نجار

سردبیر: آرزو آروند

هیئت تحریریه: دکتر مژگان ترابی، آرزو آروند، زهرا نصب نجار، حسین یزدانی، آمین محمدی، ماندانا عسکری و شیوا مظاهری تهرانی.

نگارنده: مهشاد کهیش قاسمی

با همکاری: رضا قریشوندی و انسیه تجویدی