سلول‌های بنیادی کمیاب، کلید درمان تنگی کانال نخاعی کمر

محققان در ویل کورنل مدیسین (Weill Cornell Medicine) و بیمارستان جراحی‌های خاص (Hospital for Special Surgery) موفق به کشف سلول‌های بنیادی شده‌اند که منشأ شکل‌گیری تاندون‌ها و رباط‌های بدن هستند؛ همان بافت‌هایی که عضلات را به استخوان‌ها متصل می‌کنند. سلول‌های بنیادی، سلول‌های اختصاصی‌نشده‌ای هستند که می‌توانند به انواع سلول‌های خاص تبدیل شوند. این پژوهشگران همچنین دریافتند که وقتی این سلول‌های بنیادی در بخش پایینی ستون فقرات بیش از حد فعال می‌شوند، در بروز تنگی کانال نخاعی کمری نقش ایفا می‌کنند. این بیماری که تخمین زده می‌شود حدود ۱۰۳ میلیون نفر در سراسر جهان به آن مبتلا باشند، باعث ضخیم شدن و بزرگ شدن رباط‌ها می‌شود که در نهایت کانال نخاعی را تنگ کرده، به اعصاب فشار می‌آورد و موجب درد، بی‌حسی و دشواری در راه رفتن می‌گردد.

این مطالعه که در تاریخ ۷ سپتامبر در مجله سل (Cell) به چاپ رسیده است، نشان می‌دهد دارودرمانی با هدف قرار دادن این سلول‌های بنیادی می‌تواند گزینه‌های درمانی جدیدی را پیش روی بیماران بگذارد؛ از جمله استفاده از دسته‌ای از داروها که در حال حاضر برای کنترل فشار خون بالا تجویز می‌شوند.

اگرچه در پژوهش‌های قبلی چند سلول بنیادی به عنوان گزینه مطرح شده بودند، اما هیچ‌کدام نتوانسته بودند به طور قطعی اثبات کنند که یک جمعیت سلولی واحد می‌تواند هم خودش را بازسازی کند و هم تمام انواع سلول‌های تاندون و رباط را به وجود آورد.

دکتر متیو گرینبلات (Dr. Matthew Greenblatt)، از نویسندگان اصلی مقاله، پژوهشگر خانواده رور، دانشیار آسیب‌شناسی و طب آزمایشگاهی در ویل کورنل و آسیب‌شناس مرکز پزشکی نیویورک-پرسبیترین/ویل کورنل می‌گوید: “به محض اینکه توانستیم این سلول‌های بنیادی کمیاب و گریزان را شناسایی کنیم، به بررسی این موضوع پرداختیم که آیا این یافته‌ها می‌توانند یک نیاز بالینی پاسخ‌نداده را برای یافتن جایگزین‌های عمل جراحی در درمان تنگی کانال نخاعی کمری برطرف کنند یا خیر.”

دکتر سراویشت آیر (Dr. Sravisht Iyer)، از دیگر نویسندگان اصلی این مطالعه، دانشیار ارتوپدی در ویل کورنل و جراح ستون فقرات در بیمارستان جراحی‌های خاص (HSS) می‌گوید: “شناسایی این سلول‌های بنیادی تخصصی، مسیر پژوهشی تازه‌ای را پیش روی ما می‌گذارد تا بتوانیم با نگاهی کاملاً مکانیسمی به سراغ این بیماری برویم، به جای اینکه دست روی دست بگذاریم تا وضعیت بیمار وخیم شود و برای برداشتن فشار از روی عصب به عمل جراحی نیاز پیدا کند. این یافته‌ها به دلیل پتانسیلی که برای تحول در ارائه خدمات مراقبت از ستون فقرات دارند، بسیار هیجان‌انگیز هستند.”

جستجو برای یافتن سلول بنیادی اصلی تاندون و رباط

دکتر گرینبلات آمادگی بالایی برای رهبری این مسیر پژوهشی داشت. او و همکارانش در سال ۲۰۱۸ سلول بنیادی ایجادکننده ترمیم شکستگی را در لایه بیرونی استخوان کشف کردند. آن‌ها در ادامه موفق به شناسایی سلول‌های بنیادی تشکیل‌دهنده جمجمه و ستون فقرات شدند.

با این حال، برخلاف استخوان، تاندون‌ها و رباط‌ها بافت‌هایی نسبتاً یکنواخت با سلول‌های فیبروبلاست‌مانند هستند که تشخیص آن‌ها از یکدیگر بسیار دشوار است. در نتیجه، یافتن یک جمعیت واقعی و اصیل از سلول‌های بنیادی تاندون و رباط چالش بزرگی محسوب می‌شد.

دکتر گرینبلات می‌گوید: “ما هزاران سلول فردی را آنالیز کردیم و آن‌ها را در دسته‌بندی‌های سلولی قرار دادیم. سپس بررسی کردیم که کدام سلول دارای ویژگی‌هایی است که ما آن را با مفهوم «بنیادی بودن» مرتبط می‌دانیم.” به بیان دیگر، همان جمعیت سلولی کمیابی که می‌تواند به طور مداوم خود را بازسازی کند و سلول‌های بالغ مورد نیاز برای ساخت و نگهداری این بافت‌ها را تولید نماید. پژوهشگران با مطالعه روی موش‌ها، این سلول‌های بنیادی را در یک جایگاه آناتومیک تخصصی درون بافت تاندون و رباط پیدا کردند که به عنوان منبعی برای رشد و ترمیم عمل می‌کند.

شناسایی و مشخص کردن ویژگی‌های این سلول بنیادی در موش‌ها به پژوهشگران کمک کرد تا معادل انسانی آن را در نمونه‌های رباط پیدا کنند؛ نمونه‌هایی که دکتر آیر با رضایت آگاهانه بیماران، هنگام جراحی آن‌ها را برداشته بود. این تیم پژوهشی — که دکتر لینگ‌لینگ هو (Dr. Lingling Hu)، پژوهشگر پسادکترا در آزمایشگاه‌های دکتر گرینبلات و دکتر آیر نیز به عنوان نویسنده اول در آن حضور داشت — تایید کرد که سلول‌های بنیادی انسانی قادرند هم خود را بازسازی کنند و هم سلول‌های رباط را به وجود آورند، امر مهمی که اهمیت بالینی این کشف را به اثبات رساند.

علاوه بر این، آن‌ها دریافتند که این سلول‌های بنیادی تنها محدود به ستون فقرات نیستند. دکتر گرینبلات در این باره می‌گوید: “ما رباط کشکک زانو را بررسی کردیم؛ تاندون آشیل را زیر نظر گرفتیم؛ و هر جایی را که نگاه کردیم، این سلول را یافتیم. بنابراین، معتقدیم این سلول، سلول بنیادی جهانی و مشترک برای تمام تاندون‌ها و رباط‌ها در سراسر بدن است.”

هدف درمانی پتانسیل‌دار برای تنگی کانال نخاعی

پژوهشگران برای اینکه متوجه شوند آیا این سلول‌ها عامل اصلی بروز تنگی کانال نخاعی کمری هستند یا خیر، سلول‌های بنیادی استخراج‌شده از افراد مبتلا به این بیماری را با سلول‌های جداسازی‌شده از رباط‌های ستون فقرات افرادی که دچار فتق دیسک بودند اما هیچ نشانه‌ای از تنگی کانال نداشتند، مقایسه کردند. تمام این بیماران پیش از عمل جراحی رضایت آگاهانه داده بودند.

پژوهشگران تعداد سلول‌های بنیادی بیشتری را در رباط‌های گرفته‌شده از افراد مبتلا به تنگی کانال شناسایی کردند. زمانی که این سلول‌های مبتلا به تنگی کانال به موش‌ها پیوند زده شدند، نسبت به سلول‌های بنیادی سالم، سلول‌های تاندون بیشتری تولید کردند. دکتر گرینبلات که عضو مرکز سرطان ساندرا و ادوارد میر در ویل کورنل نیز هست، می‌گوید: “اگرچه تنگی کانال نخاعی یک بیماری پیچیده است، اما این آزمایش واقعاً به ما نشان داد که این سلول‌ها در ایجاد این آسیب نقش مستقیمی دارند.”

در سطح مولکولی، سلول‌های بنیادی مرتبط با تنگی کانال، میزان سیگنال‌دهی کلسیم بالاتری نسبت به همتایان سالم خود نشان دادند. در واقع، محققان توانستند با دستکاری ژنتیکی و افزایش سیگنال‌دهی کلسیم در سلول‌های بنیادی رباط‌های سالم، باعث رشد بیش از حد بافت شوند.

نکته به همان اندازه مهم این بود که تیم پژوهشی نشان داد کاهش سیگنال‌دهی کلسیم مانع از رشد بیش از حد سلول‌ها در مدل موشی تنگی کانال نخاعی کمری می‌شود. این مسئله می‌تواند نشان‌دهنده این باشد که مسدودکننده‌های کانال کلسیم — که در حال حاضر برای درمان فشار خون بالا استفاده می‌شوند — می‌توانند تغییر کاربرد داده و برای درمان تنگی کانال نخاعی به کار گرفته شوند؛ البته برای بررسی این مسیر به مطالعات بالینی بیشتری نیاز خواهد بود.

دکتر آیر می‌گوید: “این احتمالاً اولین پژوهشی است که یک هدف درمانی پتانسیل‌دار را برای یکی از شایع‌ترین بیماری‌های ستون فقرات در جهان نشان داده است.”

علاوه بر تنگی کانال نخاعی کمری، دکتر گرینبلات امیدوار است نقشی را که این سلول‌های بنیادی ممکن است در سایر بیماری‌ها مانند نشانگان مارفان (یک اختلال ژنتیکی که بافت‌های همبند بدن را درگیر می‌کند) ایفا کنند، مورد بررسی قرار دهد.

این یافته‌ها همچنین می‌توانند در نهایت به پژوهشگران کمک کنند تا درمان‌هایی برای تاندون‌ها و رباط‌هایی پیدا کنند که پس از آسیب‌دیدگی به سختی ترمیم می‌شوند؛ از جمله پارگی روتاتور کاف (چرخاننده شانه)، آسیب‌های تاندون آشیل، بازسازی رباط‌ها و تخریب مزمن تاندون.

دکتر گرینبلات در پایان اشاره می‌کند: “با توجه به اینکه به نظر می‌رسد این سلول منشأ اصلی تمام سلول‌های تاندون و رباط است، وجود هرگونه نقص در آن احتمالاً در مرکز طیف گسترده‌ای از اختلالات تاندون و رباط قرار دارد.”