روش جدیدی برای پیوند سلول‌های بنیادی به بیماران قلبی

 

 

استفاده از سلول‌های بنیادی برای درمان بیماری‌های صعب‌العلاج، یکی از امیدهای در حال تحقق بشر در حوزة‌ علوم پزشکی است که روزبه‌روز، افق‌های تازه‌ای از آن نمایان می‌شود. در مطلب حاضر که گزیده‌ای از سخنان دکتر علیرضا قدسی‌زاد، رزیدنت سال پنجم جراحی قلب در دانشگاه دوسلدورف آلمان است، به روش‌ جدیدی از پیوند سلول‌های بنیادی بالغ به بیماران قلبی اشاره شده است که در آن از نانوتکنولوژی هم استفاده می‌شود. وی این روش را به‌عنوان پروژة تحقیقاتی برای اتمام دورة تخصصی جراحی قلب انجام داده است:

استفاده از سلول‌های بنیادی برای درمان بیماری‌های صعب‌العلاج، یکی از امیدهای در حال تحقق بشر در حوزة‌ علوم پزشکی است که روزبه‌روز، افق‌های تازه‌ای از آن نمایان می‌شود. در مطلب حاضر که گزیده‌ای از سخنان دکتر علیرضا قدسی‌زاد، رزیدنت سال پنجم جراحی قلب در دانشگاه دوسلدورف آلمان است، به روش‌ جدیدی از پیوند سلول‌های بنیادی بالغ به بیماران قلبی اشاره شده است که در آن از نانوتکنولوژی هم استفاده می‌شود. وی این روش را به‌عنوان پروژة تحقیقاتی برای اتمام دورة تخصصی جراحی قلب انجام داده است:

هدف از پیوند‌

هدف از انجام این عمل، تهیه و پیوند نوع خاصی از سلول‌های بنیادی بالغ ( Adult stem cells ) به بیماران قلبی بود. یمارانی که در این روش مورد مطالعه و آزمایش قرار گرفتند، دچار ایسکمی عضلات قلبی (از بین رفتن سلول‌های میوکارد در نتیجة قطع جریان خون یا Myocardial-ischemia ) بودند و انجام عمل پیوند عروق میان‌بُر کرونری یا بای‌پس ( Bypass ) برای آنان کارساز نبود.

در این روش جدید که نوعی Stem cell therapy (درمان با استفاده از سلول‌های بنیادی) است و نیازمند انجام عمل قلب باز است، ابتدا با استفاده از نور لیزر، بافت عضلانی قلب بیمار در ناحیة دچار ایسکمی تحریک می‌شوند. سپس، سلول‌های بنیادی اخذشده از خود فرد به اطراف ناحیة دچار آسیب تزریق می‌شوند تا ضمن تمایز به سلول‌های عضلة قلب، منطقة آسیب‌دیده را ترمیم نمایند.

سلول‌های بنیادی مورد استفاده و شیوة عمل

مطالعات بالینی ما برای بررسی کارایی روش یادشده در ترمیم ضایعات عضلة قلب،‌ تاکنون بر روی هشت بیمار دچار ایسکمی عضلة قلب انجام شده است. در این روش که در نوع خود شیوه جدیدی از پیوند سلول‌های بنیادی به بیماران محسوب می‌شود، از سلول‌های بنیادی بالغ ردة ACC133 + که از مغز استخوان ( Bone marrow ) خود بیمار جداسازی می‌شود، استفاده می‌گردد. در شیوة مذکور، کل مراحل نمونه‌گیری (آسپیراسیون) از مغز استخوان بیمار، جداسازی سلول‌های بنیادی ACC133 + و تزریق آن‌ها به ناحیة ایسکمیک عضلة قلب، در مدت زمانی حدود 3 ساعت قابل انجام است.

لازم به ذکر است که در این روش، نمونه مغز استخوان، پس از بیهوشی بیمار در اتاق عمل و از استخوان‌های لگن تهیه می‌شود. حجم نمونة مغز استخوان گرفته‌شده در این مرحله فاکتور مهمی است که تعداد نهایی سلول‌های بنیادی ACC133 + را تعیین می‌کند. گروه جراحی ما تاکنون بیشترین مقدار گزارش‌شدة مغز استخوان (حدود 330 میلی‌لیتر) در دنیا را از بیمار اخذ کرده است. پس از این مرحله، سلول‌های بنیادی مورد نظر با استفاده از کیت خاصی از نمونة آسپیرة مغز استخوان جداسازی می‌شود و به روش ترانس اپی‌کاردیال (از بیرون عضلة قلبی) به نقاط متعدد اطراف ناحیة ایسکمیک تزریق می‌شود.

استفاده از لیزر به‌عنوان عامل تقویت‌کننده

استفاده از لیزر در این عمل به‌ علت توان آن در ایجاد واکنش التهابی ( Inflammation ) موقت در بافت و افزایش خون‌رسانی به ناحیة دچار آسیب است. ر واقع قبل از تزریق سلول‌های بنیادی به ناحیة ایسکمیک، جهت تحریک خون‌رسانی به آن ناحیه و زنده ‌نگهداشتن سلول‌های بنیادی تزریق‌شده، از خاصیت التهاب‌زایی موقت لیزر به ‌عنوان یک عامل کمکی در ترمیم سریع‌تر ناحیه استفاده می‌شود. در این عمل، ابتدا به کمک لیزر حدود 15 تا 20 حفره در عضلة قلب ایجاد شده و سپس سلول‌ها به اطراف ناحیة دچار ایسکمی تزریق می‌شوند. بنابراین، لیزر در این عمل فقط به ‌عنوان یک عامل تقویت‌کننده ( Booster ) برای افزایش جریان خون استفاده می‌شود.

مزایای این روش پیوند

روش مورد استفاده در این نوع عمل پیوند، در مقایسه با شیوه‌های دیگر پیوند سلول‌های بنیادی به بیماران قلبی، از ویژگی‌ها و مزایای زیادی برخوردار است که مهم‌ترین آن‌ها به این شرح است:

1- با توجه به این‌که کلیة مراحل استخراج و پیوند سلول‌های بنیادی در مدت زمان حدود 3 ساعت قابل انجام است، بنابراین مدت ماندن بیمار در اتاق عمل به‌طور قابل ملاحظه‌ای کوتاه‌تر است.

2- استفاده از کیت ویژة جداسازی سلول‌های بنیادی در یک سیستم بسته و استریل، عملاً نیاز به آزمایشگاه‌های مجهز و پیشرفته با استانداردهای خاص ( GMP Lab ) را مرتفع می‌کند. این کار با بالابردن ضریب ایمنی کار، احتمال انتقال آلودگی و عفونت به بیمار را منتفی می‌سازد.

3- تمام مراحل تهیة نمونه مغز استخوان، جداسازی سلول‌ها و پیوند آن‌ها، در اتاق عمل و صرفاً توسط خود جراح قلب صورت می‌گیرد. بنابراین، با استفاده از این شیوه نیازی به همکاری گروه دیگری از متخصصان مانند هماتولوژیست‌ها و غیره نیست.

4- با توجه به این‌که در این روش علاوه بر تزریق سلول‌های بنیادی به اطراف عضلة دچار عارضه، از خاصیت هم‌افزایی نور لیزر نیز استفاده می‌شود، در نتیجة التهاب موقت ایجادشدة ناشی از تابش نور لیزر، خون‌رسانی به ناحیة ایسکمیک و تزریق‌شده، افزایش می‌یابد و با این کار، احتمال موفقیت در پیوند سلول‌های بنیادی و زنده ماندن سلول‌های پیوندی افزایش می‌یابد.

این روش پیوند برای کدام گروه از بیماران قلبی مناسب است؟

گروهی از بیماران قلبی برای درمان مشکلات و نارسایی‌های قلبی،‌ نیاز به عمل جراحی قلب باز و پیوند عروق میان‌بُر کرونری یا بای‌پس دارند. ما گاهی اوقات پس از این‌که بیماری برای انجام عمل بای‌پس عروق کرونری، تحت عمل قلب باز قرار می‌گیرد، به علت برخی مشکلات از جمله کوچک ‌بودن رگ بسته‌شده یا سفت شدن بافت‌های پیرامونی، امکان چنین عملی برای بهبودی وی وجود ندارد. در این شرایط، یکی از بهترین گزینه‌ها انجام عمل پیوند سلول‌های بنیادی به ناحیه دچار آسیب قلب است. بنابراین، در روش مذکور جراح قلب قادر است پس از مواجهه با چنین بیمارانی، فقط در مدت زمان 3 ساعت، ضمن تهیة سلول‌های بنیادی، آن‌ها را به قلب بیمار پیوند بزند. به‌ عبارت بهتر، یکی از قابلیت‌های ارزشمند و در خور توجه این روش آن است که نه‌تنها پیش از عمل جراحی، بلکه پس از بازکردن قفسة‌ سینة بیمار نیز، جراح این امکان و فرصت را خواهد داشت تا از روش سلول‌درمانی استفاده کند.

شایان ذکر است که در بیش از 50 درصد بیماران قلبی، قبل از اقدام به عمل جراحی معیارهای لازم برای پیوند سلول‌های بنیادی وجود دارد. اما با این روش، در مورد بیماران دیگری که در حالت اورژانس به بیمارستان منتقل شده و این تشخیص قبلاً برای آن‌ها داده نشده باشد، می‌توان پس از اقدام به عمل جراحی و در حین کار چنین تصمیمی را اتخاذ کرد. برای مثال، اگر بیمارانی که در مرحلة نهایی نارسایی قلبی ( End stage heart failure ) قرار داشته و به علت سخت‌شدن دیواره عروق کرونری، رگ‌های درگیر به‌طور کامل بسته‌شده و به موقع تحت درمان بای‌پس قرار نگیرند، جراح تنها پس از باز کردن قفسة سینه بیمار متوجه عدم کارایی روش بای‌پس برای درمان فرد می‌شود. در چنین موارد اورژانسی، می‌توان با پیوند سریع سلول‌های بنیادی به قلب بیمار، جان او را نجات داد.

هزینه پیوند سلول‌های بنیادی با روش مذکور

همان‌طور که قبلاً‌ ذکر شد، در روش یادشده، برای تهیة سلول‌ها از کیت ویژه‌ای برای جداسازی سلول‌های بنیادی ACC133 + از نمونة مغز استخوان بیمار استفاده می‌شود. هزینة استفاده از این کیت برای هر بیمار در حدود سه تا هفت‌ هزار یورو است. علت گران بودن این کیت آن است که کل لوازم آن یکبار مصرف بوده و برای هر عمل باید مجموعة تازه‌ای استفاده شود. اما علیرغم گران بودن کیت، استفاده از این ابزار به دلیل استریل بودن و داشتن سیستم کاملاً‌ بستة آن، نیاز به سرمایه‌گذاری‌های کلان جهت تجهیز آزمایشگاه‌های پیشرفته با شرایط GMP Lab برای تهیة سلول‌های بنیادی عاری از آلودگی را کاملاً مرتفع می‌کند. لازم به ذکر است که کیت مورد استفاده در این عمل ویژة کارهای بالینی است و با انواع آزمایشگاهی آن که ارزان‌تر بوده و مجوزهای استفاده برای انسان را ندارد، کاملاً متفاوت است.

خصوصیات سلول‌های بنیادی مورد استفاده

همان‌طور که ذکر شد، از سلول‌های بنیادی ردة ACC133 + که از مغز استخوان خود فرد جداسازی می‌شود، برای سلول‌درمانی در این روش استفاده می‌شود.در حال حاضر و بر اساس یافته‌های محققان، سلول‌های بنیادی ACC133 + به‌عنوان سلول‌های بنیادی اولیه ( Primitive stem cells ) شناخته می‌شوند. به عبارت دیگر، این سلول‌ها توانایی تمایز به اغلب سلول‌های دیگر از جمله سلول‌های عصبی، ماهیچه‌ای قلبی و استخوانی (استئوکلاست) را دارا هستند. بنابراین در مقایسه با دیگر رده‌های سلولی اخذشده از مغز استخوان، بهترین شرایط را برای پیوند دارند.

جداسازی سلول‌های ACC133 + با استفاده از نانوتکنولوژی

در کیت ویژه‌ای که برای جداسازی سلول‌های بنیادی ACC133 + از نمونة مغز استخوان استفاده می‌شود، جداسازی سلول‌ها بر مبنای اتصال رسپتورهای ( Receptors ) سلولی به گیرندة اختصاصی آنها استوار است. به عبارت دیگر، سلول‌های بنیادی ACC133 + در سطح خود دارای رسپتوری به‌نام ACC133 هستند که قادر است به گیرندة اختصاصی خود اتصال یابد. گیرندة مذکور که آنتی‌بادی اختصاصی (منوکلونال) بر علیه ACC133 است، به یک قطعة 50 نانومتری با خاصیت آهن‌ربایی (مگنت) متصل می‌شود که اصطلاحاً آنتی‌بادی منوکلونال کونژوگه نامیده می‌شود. پس از تهیة خون مغز استخوان، نمونه را از ستونی که حاوی آنتی‌‌بادی‌های کونژوگة تثبیت شده است، عبور می‌دهند. در نتیجه، سلول‌های بنیادی با گیرندة سطحی ACC133 به آنتی‌بادی‌ها چسبیده و به‌راحتی قابل جمع‌آوری هستند،‌ در حالی‌که رده‌های دیگر سلولی موجود در نمونه از ستون خارج و حذف می‌شوند. کل این روند در داخل کیت استریل انجام می‌شود و سلول‌های مورد نیاز برای پیوند با خلوص بالا، بدون آلودگی و در کمترین زمان ممکن در اختیار جراح قلب قرار می‌گیرند.

لازم به ذکر است که در داخل نمونة اخذ‌شدة مغز استخوان، کمتر از 5/1 درصد سلول‌ها از نوع ACC133 + هستند و بقیه شامل رده‌های دیگر سلولی هستند. برای مثال، کمتر از 10 درصد سلول‌ها از نوع CD34 + و حدود 25-20 درصد سلول‌ها CD117 + هستند.  

نویسنده: محمد آهنگرزاده رضایی