ترمیم آسیب نخاع با سلول بنیادی

طی یکی دو دهه گذشته، تیم‌های تحقیقاتی زیادی سعی داشته‌اند از پتانسیل سلول‌های بنیادی برای درمان آسیب‌های مختلف از جمله آسیب طناب نخاعی استفاده کنند. اما در اکثر روش‌های مورد استفاده رشد و تکثیر سلول‌های بنیادی گرافت شده به جایگاه آسیب نخاعی به دلایل مختلفی با محدودیت مواجه بوده است. برای مثال، ناحیه آسیب معمولا بوسیله ماتریکس خارج سلولی احاطه می‌شود که همانند بافت اسکاری که در بافت‌های سطحی ایجاد می‌شود، مانع از رشد و تکثیر سلول‌ها در ناحیه آسیب می‌شود. محققین در مطالعه‌ای جدید از سلول‌های پیش ساز عصبی(NPCs) مشتق از طناب نخاعی انسانی برای درمان میمون‌های رزوس استفاده کردند. این میمون‌های رزوس زیست شناسی و فیزیولوژی مشابه با انسان دارند. از آنجایی که این سلول‌های پیش ساز عصبی از طناب نخاعی جنین‌های هشت هفته انسانی جداسازی شدند، دارای برنامه رشد فعالی بودند که گسترش آکسونی را حمایت می‌کرد و در برابر مهار کننده‌های موجود در سیستم عصبی بالغین مقاومت نشان میداد. دو هفته بعد از آسیب اولیه، محققین نزدیک به ۲۰میلیون سلول عصبی پیش ساز را به جایگاه آسیب میمون‌ها پیوند کردند. این سلول‌های پیش ساز عصبی از حمایت کوکتیلی از فاکتورهای رشد و داروهای سرکوب کننده ایمنی برخوردار بودند. طی یک دوره ۹ماهه، گرافت شروع به رشد کرد و مارکرهای عصبی کلیدی را بیان کرد و صدها هزار آکسون را در ناحیه آسیب دیده ایجاد کرد. رفته رفته مشاهده شد که این میمون‌ها تا حدی عملکرد حرکتی شان ریکاور شد. از همه مهم تر، محققین بازسازی آکسون‌های قشری نخاعی را مشاهده کردند که برای حرکات ارادی انسان حیاتی هستند. به عقیده محققین گذشت زمان احتمالا شاهد ریکاوری هر چه بیشتر این جانوران خواهد بود و با رسیدن به قطعیت مبنی بر موثر بودن این سلول درمانی ها در مدل جانوری مانند میمون رزوس، می‌توان به آینده استفاده از این سلول‌ها در درمان آسیب‌های نخاعی امیدوار بود. منبع

ترمیم آسیب نخاعی

تیمی از محققین توانسته‌اند با استفاده از کیتوسان حامل نوروتروفین، میمون‌های رزوس مدل شده برای آسیب‌های نخاعی حاد را با موفقیت درمان کنند و منجر به ریکاوری عملکردی آنها شوند. کیتوسان یک پلی ساکارید مشتق از پوسته کیتینی میگوهای آب شیرین و سایر سخت پوستان است. این ماده با کاهش خونریزی و اثر ضد باکتریایی که دارد، کاربردهای پزشکی بالقوه‌ای پیدا کرده است و در بسیاری از مطالعات از آن به عنوان یک ناقل دارویی استفاده شده است. از طرف دیگر، نوروتروفین، یک فاکتور نوروتروفیک است که رشد و تمایز نورون‌ها و سیناپس‌های جدید را تحریک می‌کند. درمان و ریکاوری آسیب نخاعی به دلایل متعددی از جمله اثر مهاری سیتوکین‌های التهابی و سایر فاکتورها، بعد از بروز آسیب معمولا به سختی انجام می‌گیرد. محققین کیتوسان بارگیری شده را به درون یک فاصله سه سانتی متری از طناب نخاعی سینه‌ای نیمه برش خورده و تهییج شده میمون رزوس وارد کردند و این امر منجر به بازسازی شدید آکسونی شد. نشاندار کردن نورون‌های حرکتی قشری نشان داد که آکسون‌های حرکتی در مسیر قشری نخاعی نه تنها به جایگاه آسیب و درون زیست مواد وارد می‌شوند، بلکه در امتداد ناحیه آسیب یک سانتی متری و به درون ناحیه دیستال طناب نخاعی رشد کردند. از طریق ترکیب تصویربرداری‌های پیشرفته، الکتروفیزیولوژی، تجزیه و تحلیل رفتار حرکتی، این محققین نشان دادند که کیتوسان با مهار سلول‌های التهابی و فراخواندن سلول‌های بنیادی عصبی اندوژن برای تکثیر و تمایز به شبکه‌های عصبی منجر به ریکاوری عملکردی حرکتی و حسی می‌شود. از آنجایی که این میمون‌ها و انسان‌ها، ژنتیک و فیزیولوژی مشابهی را نشان می‌دهند، این روش احتمالا قابل کاربرد برای ترمیم آسیب نخاعی انسانی نیز خواهد بود. منبع

اثر میلین روی سلول جوان

ریکاوری بعد از آسیب طناب نخاعی به طور قابل توجهی مشکل است و این آسیب‌ها معمولا منجر به ناتوانی و فلجی می‌شوند. در سال‌های اخیر، محققین به طور فزاینده‌ای از درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی به عنوان روشی بالقوه برای ترمیم و جایگزینی سلول‌های عصبی آسیب دیده استفاده کرده اند. محققین گزارش کرده‌اند که میلین رت‌ها می‌تواند فرا رشد آکسونی را در سلول‌های پیش ساز عصبی رتی(NPCs) و سلول‌های بنیادی عصبی مشتق از سلول‌های پرتوان القایی(iPSC-NSCs) تحریک کنند. این یافته بسیار حائز اهمیت است زیرا میلین تا پیش از این به عنوان یک مهار کننده بالقوه برای بازسازی آکسون بالغین محسوب می‌شد. در این مطالعه جدید محققین فرا رشد نوریتی سلول‌های بنیادی عصبی و سلول‌های پیش ساز عصبی را روی بستر میلینی در پتری دیش‌ها مونیتور کرد. نوریت‌ها انشعاباتی از اجسام سلولی نورون‌ها هستند که هم می‌توانند آکسون و هم می‌توانند دندریت باشند. در هر دو مورد فرا رشد تا سه برابر افزایش پیدا کرد. در مطالعه‌ای دیگر با استفاده از رت‌های مدل شده برای آسیب نخاعی، این محققین نشان دادند که سلول‌های پیش ساز عصبی رتی و سلول‌های iPSCs-NSCs ایمپلنت شده به جایگاه آسیب، هر دو شمار بیشتری از آکسون‌ها را از طریق ماده سفید سیستم عصبی مرکزی بالغ(نه ماده خاکستری) گستراندند که با میلین میزبان رتی ارتباط مستقیم داشت. در این مولکولی به نام تنظیم کننده رشد عصبی ۱ یا Negr1 به عنوان یک میانجی بالغ بین آکسون و میلین عمل می‌کند و اجازه رشد را می‌دهند. مولکول Negr1در فرایندی دخیل است که به موجب آن سلول‌ها به سلول‌های مجاور می‌چسبند و بر همکنش می‌کنند. فاکتور رشد نقش مهمی را طی تکوین جنینی و بویژه در زمانی که نورون‌ها سریعا رشد می‌کنند و قبل از این که میلین اثر مهاری اش را بر جای بگذارد، بازی می‌کنند. زمانی که محققین سلول‌های بنیادی عصبی را به جایگاه آسیب نخاعی پیوند کردند، این سلول‌ها ده‌ها هزار آکسون را به خارج از جایگاه آسیب و تا فاصله ۵۰ میلیمتری گستراندند. از طرف دیگر آکسون‌های بالغ زمانی که تحریک به رشد می‌شوند، صدها آکسون را تا یک میلیمتری می‌گسترانند. این یافته نشان می‌دهد که چرا فرا رشد آکسونی سلول‌های بنیادی عصبی ایمپلنت شده بهتر از آکسون‌های بالغ آسیب دیده است. این یافته‌ها از ایجاد رویکردی که از سلول‌های پیش ساز عصبی و سلول‌های بنیادی مشتق از iPSCs برای درمان آسیب‌های نخاعی استفاده کند، حمایت می‌کند. منبع

موفقیت فاز انسانی سلول درمانی نخاع

محققین اعلام کردند که فاز یک مطالعه‌ای بالینی و انسانی مبنی بر پیوند سلولهای بنیادی عصبی به بیمارانی که دچار آسیب نخاعی بودند، منجر به بهبودی قابل توجه سه چهارم بیماران شده است و عوارض جانبی نیز ایجاد نکرده است. هدف اولیه از انجام این مطالعه بالینی ارزیابی بی‌خطر بودن سلولهای بنیادی بوده است و با توجه به نتایج بدست آمده هیچ گونه مشکلی نیز در بیماران مشاهده نشده است. نتایح این مطالعه نشان داده است که استفاده از این سلول درمانی برای بیماران موثر و بی خطر بوده است. در این مطالعه بالینی محققین از رده سلولهای بنیادی عصبی مشتق از طناب نخاعی انسانی استفاده کردند. چهار بیمار آسیب نخاعی که بین یک تا دو سال از ضایعه نخاعی‌شان به ناحیه مهره سینه T2-T12 می‌گذشت، متحمل ۶ تزریق سلولی شدند و در هر مرتبه ۲/۱ میلیون سلول بنیادی عصبی را دریافت کردند. ارزیابی‌های ۱۸ تا ۲۷ ماهه بعد از پیوند، چشم گیر نبود اما ترغیب کننده بود. آنالیز عملکرد حسی و حرکتی بیماران و هم چنین نتایج الکتروفیزیولوژی منجر به بهبودی قابل توجه در سه نفر از چهار بیمار شد. تعداد بیمار مورد مطالعه در این کارآزمایی زیاد نبود اما محققین را راضی به انجام مطالعه بیشتر در این زمینه کرده است. منبع

پاپوش: دوستان نخاعی هرگز در این توهم نباشند که روزی با درمان می‌شوند همان شخص سالم روز قبل از آسیب نخاعی. بدانید آسیب نخاعی همسان در دو فرد عوارض بسیار متفاوتی دارد و اصلا قابل قیاس نیست. من در بیمارستان، جانبازی را دیدم که ضایعه نخاعی گردنی بود اما فقط از مچ پا به پایین مشکل حس و حرکت داشت. شبکه دو سیما در روز ۱۶خرداد در برنامه‌ی آدم‌‌های خوب شهر، میزبان این فرد نخاعی بود که با عصا حرکت می‌کند‌(فیلم۵۰مگ)، یاد دارنده مدال طلای دوچرخه سواری کشور جناب منصور حیدری با همین شرایط افتادم.

پیوند سر انسان

ممکن است شبیه به یکی از فیلم‌های ترسناک آمریکایی به نظر برسد اما دو جراح در کشور چین در حال توسعه تکنیکی هستند تا اولین پیوند سر انسان در جهان را انجام دهند. پزشک معروف ایتالیایی سرجیو کاناورو و جراح چینی با نام ژیائوپینگ رِن قصد دارند با انتقال جریان برق به بدنی که سرش توسط میله‌های فلزی به گردنش متصل شده عمل پیوند سر انسان را انجام دهند. آن‌ها می‌گویند این تکنیک می‌تواند به کسانی که معلولیت قطع نخایی دارند قدرت دوباره راه رفتن بدهد. این دو جراح معروف چند ماه پیش به سبب اعلام انجام این عمل روی جسد انسان بسیار مورد خشم و نکوهش جامعه پزشکی جهانی قرار گرفتند. آن‌ها می‌گوید در طول یک عمل ۱۸ ساعته، جراحان چینی نشان دادند که متصل کردن موفقیت آمیز دوباره نخاع، اعصاب و رگ‌های خونی یک سر بریده انجام پذیر است.
پیوند سر انسان

بسیاری از دانشمندان در جوامع علمی این آزمایش را بدون اعتبار علمی و ارزش‌های پزشکی خوانده‌اند و از لحاظ اخلاقی نیز این عمل را زیر سوال برده‌اند. یکی از دانشمندان حوزه علوم اعصاب از دانشگاه آکسفورد، پیوند سر انسان زنده را اینگونه توصیف کرده: «چیزی کمتر از یک جنایت نیست». در یک مصاحبه، پروفسور رِن ۵۶ ساله اصرار می‌ورزد که اگرچه پروژه آن‌ها جنجال برانگیز شده اما برای نجات جان انسان‌هایی که مغزشان زنده است ولی بدنشان مرده لازم است. این افراد شامل کسانی می‌شود که از بیماری‌های دژنراتیو عصبی-عضلانی، نقص اعضای و ارگان‌های بدن و سرطان‌های بدخیم رنج می‌برند. به گفته رن تمرکز فعلی پروژه روی افرادی است که معلولیت و یا آسیب دیدگی‌های نخاعی از تصادفات و یا دیگر دلایل دارند. پروفسور رن می‌گوید: «این بیماران در حال حاضر درمان خاصی ندارند و آمار مرگ و میرشان بسیار بسیار بالا است. بنابراین من سعی می‌کنم این تکنیک را به نفع این بیماران برگردانم. این عمده استراتژی من برای آینده است». در این مورد بیشتر بخوانید:

پروفسور رن در ایالات متحده تحصیلات خود را پشت سر گذاشته و همکارش پروفسور کاناورو نیز که مدیریت گروه Turin Advanced Neuromodulation را به عهده دارد چندین دهه است که پیرامون پیوند سر انسان صحبت می‌کند. هر دوی این دانشمندان اما تاکنون شواهد علمی بسیار اندکی راجع به فعالیت‌هایشان به نمایش گذاشته‌اند ولی ادعا می‌کنند که چندین عمل موفق آزمایشگاهی روی موش، رَت (موش صحرایی) و سگ انجام داده‌اند و همه آن‌ها زنده از عمل بیرون آمده‌اند و برخی از قابلیت‌های حرکتی‌شان را هم بازیافتند. پروفسور کاناورو پس از انجام عمل روی جسد انسان اعلام کرد که پیوند سر انسان زنده قریب الوقوع و شدنی است. این عمل در شرایطی انجام می‌شود که سر بریده یک انسان باید در شرایط سرمای شدید و در حالی که دو پمپ اکسیژن و خون وارد آن شده‌اند زنده نگه داشته شود. جراحان از نوعی چسب به نام پلی اتیلن گلیکول استفاده می‌کنند تا سر بریده داوطلب را به نخاع بدن اهدا کننده پیوند دهند. این فرد زنده می‌ماند اما تا یک ماه در کما خواهد بود تا سر و بدن اتصالات شبکه‌ای خود را برقرار سازند.

دکتر مارک هاردی از متخصصین و پیشتازان جراحی‌های پیوند اعضا می‌گوید در حالی که کار پروفسور رن روی حیوانات بسیار تحسین می‌شود ولی تکنیک او روی انسان قابل برگرداندن نیست. او در گفتگو با CNBC گفته که پلی اتیلن گلیکول برای انسان سمی است گرچه راه‌های دیگری برای پیوست دادن احتمالی سر به نخاع وجود دارد. از نگاه دکتر هاردی، انجام این عمل شاید تا ۱۰ الی ۱۲ سال دیگر قابل انجام باشد. پس از اعلام کاناورو مبنی بر آزمایش روی بدن انسان غیر زنده، انتقادها از وی بالا گرفت. دکتر جیمز فیلدز از محققین مرکز پیوند بیمارستان دانشگاه منچستر جنوبی و عضو سرویس بهداشت ملی انگلستان می‌گوید: «تا زمانی که کاناورو یا رن شواهد واقعی ارائه ندهند که می‌توانند پیوند سر یا بهتر است بگویم پیوند کل بدن را روی یک حیوان بزرگ انجام دهند و اعمال کافی حیاتی برای زندگی داشته باشد، کل این پروژه از لحاظ اخلاقی غلط است.» اما اگر هدف مقابله با فناپذیری باشد چطور؟ در هر صورت، برای آنکه یک انسان زنده بماند باید یک شخص بمیرد تا بدن او به سر شخص دیگر پیوند زده بشود. اگر هدف کاناورو مقابله با قوانین طبیعت است، پس بدن اهدا کننده باید از کجا بیاید؟ آیا کاناورو موضوعاتی نظیر پس زدن ارگان‌ها را در نظر گرفته است؟

دکتر جان اشنوپ، پروفسور دانشگاه آکسفورد می‌گوید بعید می‌دانم کمیته اخلاق در یک انستیتو تحقیقاتی یا بالینی طی سال‌های پیش رو به پیوند سر انسان چراغ سبز نشان دهد و در شرایط فعلی اقدام به چنین عملی دست کمی از یک جنایت ندارد. او می‌گوید: «به عنوان یک دانشمند علوم اعصاب واقعا می‌خواهم که عموم مردم مطمئن شوند که نه من و نه همکارانم فکر نمی‌کنیم که بریدن سر انسان زنده برای یک آزمایش با احتمال پیروزی اندک قابل پذیرفتن است.» پروفسور رن اما چنین اعتقادی ندارد و با اطمینان بیشتری در مورد فعالیت خود می‌گوید. سال گذشته وقتی روی یک سگ این عمل انجام شد، این حیوان زنده ماند و دو هفته بعد از عمل شروع به راه رفتن و دو ماه بعد شروع به دویدن کرد. یک سال بعد نتایج از نگان پروفسور رن مطلوب بود ولی طرز راه رفتن و حرکت بدن این سگ همراه با ایراداتی است.

پیوند سر انسان

 سر پیوند خورده یک موش صحرایی به بدن بی جان یک موش دیگر.

پس از تست کامل روی حیواناتی نظیر موش و سگ و البته جسد انسان و پیوند سر یک جسد به بدن یک فرد مرده دیگر، کاناورو و رن معتقدند که آماده هستند تا به زودی عمل پیوند سر انسان را روی سوژه‌های زنده انجام دهند. در این حالت، باید سر یک انسان زنده از بدنش بریده و جدا شود. درست حدس زدید. سر این فرد باید بریده شود آن هم وقتی که هنوز زنده است (ولی احتمالا در حالت بیهوشی). پس از اینکه سر وی از تنش جدا شد، بدن این فرد دیگر کاربردی ندارد و می‌توان از آن به مقاصد دیگر نظیر اهدای اعضای سالم استفاده کرد ولی برای پیوند به یک سر دیگر کاربردی ندارد. سر یک شخص دیگر که جان خود را از دست داده نیز بریده می‌شود و از آنجایی که این شخص قادر به بازگشت به حیات نیست، سر او کاربری ندارد و به دور انداخته می‌شود (احتمالا) ولی بدن او با بخش‌های مهمی از نخاعش در اتاق عمل به کمک سر تازه بریده شده فرد زنده می‌آید. سر بریده شده فرد زنده که در شرایط سرمای بسیار شدید و تزریق اکسیژن و خون مصنوعی هنوز زنده مانده و از بین نرفته است با ماده‌ای به نام پلی اتیلن گلیکول به بدن فرد مرده پیوند داده می‌شود و رگ‌ها و دیگر راه‌های ارتباطی بدن‌ها به یکدیگر وصل می‌شود. بعد از چند ماه ماندن در کما و بهبود فیزیکی، فرد می‌تواند به هوش بیاید و آن موقع می‌توان فهمید که قابلیت‌های حرکتی‌اش تا چه حد کار می‌کند و پیوند سر موفق بوده یا نه. همه این‌ها در حالی است که فرد در طول این پروسه پیچیده زنده بماند. منبع

نقشه اتصالات عصبی مغز و نخاع

محققان برای اولین بار در جهان، نقشه اتصالات عصبی مغز و نخاع را تدوین کردند. این نقشه زمینه را برای توانبخشی دوباره افراد دچار معلولیت به دلیل آسیب دیدگی سیستم عصبی مرکزی در اثر تصادف، سکته یا بیماری را فراهم می کند. این نقشه همچنین امکان انتخاب مناسب ترین اتصالات نورون‌های نخاعی را برای ترمیم و بازیابی توان حرکتی در بیماران مبتلا به معلولیت فراهم می‌کند. تاکنون ساختار اتصالات موجود بین شبکه عصبی نخاعی و مغز و عملکرد سازگار این دو سیستم عصبی مورد تحقیق و بررسی قرار نگرفته است. این در حالی است که انجام کوچکترین امور مانند برداشتن یک شی از روی زمین، نیازمند هماهنگی کامل بین این دو شبکه عصبی است. در حال حاضر محققان به دنبال روش‌های جدید برای ترمیم ساختار عصبی اولیه با هدف بازیابی توان حرکتی افراد معلول هستند تا با استفاده از نقشه اتصالات عصبی مغز و نخاع بتوانند مناسب ترین اتصالات را با استفاده از این روش‌های جدید ترمیم کنند. به اعتقاد محققان پیش از استفاده از این راهکار برای درمان معلولیت در انسان‌ها نیاز به تحقیقات بیشتری است، اما این اطلاعات برای اتخاذ استراتژی‌های درمانی در آینده، بسیار مفید است. منبع

پیوند موفق سلول بنیادی به نخاع میمون

تیمی از متخصصین علوم اعصاب و جراحان توانسته‌اند سلول‌های پیش‌ساز عصبی انسانی را با موفقیت به میمون‌های رزوس مدل شده برای آسیب نخاعی پیوند کنند. این گرافت‌ها نه تنها زنده مانند بلکه رشد کرده و هزاران آکسون و سیناپس انسانی را تشکیل داده و عملکرد اندام حرکتی جلویی را در این میمون‌ها بهبود بخشیدند.

بیش از سه دهه، پژوهش‌ها در زمینه آسیب‌های نخاعی به آهستگی رو به جلو حرکت کرده‌اند تا به هدف نهایی که ترمیم و بازسازی آکسون‌های آسیب دیده طویل و مورد نیاز برای احیای عملکرد فیزیکی است، نزدیک شوند. در حالی که در مطالعه روی مدل‌های جانوری کوچک پیشرفتهای قابل توجهی بدست آمده است اما نیاز به انجام این مطالعات روی مدلهای بزرگ و شبیه به انسان یک نیاز مبرم بوده است. این مطالعه نشان داده است که روشهای گرافت کردن مورد استفاده در جوندگان در مورد پریمات‌های غیر انسانی بزرگ کارایی ندارد و در زمینه مقیاس، سرکوب ایمنی، زمان بندی و سایر ویژگیهای روش مورد استفاده باید تغییراتی صورت گیرد. به همین دلیل سعی در استفاده از سلول درمانی‌ها برای کارآزمایی‌های بالینی انسانی بدون این که این درمان‌ها پیش از این از فیلتر استفاده در جانوران بزرگ و پریمات غیر انسانی عبور نکرده باشند، ریسک زیادی را به دنبال خواهد داشت. رشد و تکثیر موفقیت آمیز سلول‌های بنیادی دارای عملکرد پیوند شده به آسیب‌های طناب نخاعی دچار چندین چالش زیستی و ذاتی است. برای مثال، ناحیه پیرامون منطقه آسیب دیده(ماتریکس خارج سلولی) با ایجاد اسکارهای سطحی رشد این سلول‌ها را متوقف کرده و مانع از شکل گیری و عملکرد آنها می‌شود. در جایگاه آسیب مقادیر زیادی از پروتئین‌های میلین مهاری وجود دارد و این در حالی است که این جایگاه‌ها فاقد فاکتورهای پیشبرنده رشد مانند نوروتروفین‌ها هستند که بازسازی آکسون‌ها و سیناپس‌های عصبی را ترغیب میکند.

در مطالعه‌ای جدید محققین از سلول‌های پیش ساز عصبی مشتق از طناب نخاعی انسانی در میمون‌های رزوس مدل شده برای آسیب طناب نخاعی استفاده کردند. این سلول‌های پیش ساز عصبی از طناب نخاعی جنین ۸ هفته‌ای انسانی مشتق شدند که دارای برنامه رشد فعالی بودند که قادرند کشیدگی آکسون را حمایت کنند و به مهارکننده‌های موجود در سیستم عصبی مرکزی بالغ غیر حساس هستند. دو هفته بعد از آسیب اولیه، محققین ۲۰ میلیون سلول پیش ساز عصبی را به جایگاه آسیب نخاعی میمون‌ها پیوند کردند که با کوکتیلی از فاکتورهای رشد و داروهای سرکوب کننده ایمنی نیز حمایت می‌شدند. طی ۹ ماه بعد، گرافت‌ها رشد کرده و مارکرهای عصبی کلیدی را بیان کردند و صدها هزار آکسون را از خلال جایگاه آسیب به سلول‌ها و بافت آسیب ندیده سمت دیگر ناحیه آسیب فرستادند. طی ماه‌های بعد مشاهده شد که میمون‌ها توانستند ریکاوی نسبی را حرکت اندام حرکتی جلویی شان که دچار مشکل شده بود، نشان دهند. جالب این که محققین بازسازی آکسون‌های کورتیکواسپاینال به جایگاه‌های آسیب را نشان دادند که برای حرکات ارادی در انسان‌ها ضروری است. این اولین داده تایید شده مبنی بر بازسازی آسیب نخاعی در مدل پریمات غیر انسانی بود که می‌تواند راه گشای استفاده از این سلول درمانی‌ها برای کارآزمایی‌های بالینی شود. منبع

شناسایی ژن حرکتی نخاع

محققین جزئیات غیر قابل انتظاری را در مورد این که جنین‌ها چگونه انواع مختلف سلول‌های موجود در طناب نخاعی بالغ را تولید می‌کنند، ارائه کرده‌اند. طی تکوین جنینی طناب نخاعی، انواع مختلف سلول‌های عصبی از سلول‌های پیش‌ساز یا پیش‌ساز‌های عصبی شکل می‌گیرند. سال‌هاست که محققین می‌دانند انواع مختلف نورون‌ها طی تکوین با سرعت‌های مختلفی تولید می‌شوند و در این میان نورون‌های حرکتی سرعت تکوین بیشتری در مقایسه با سایر سلول‌های عصبی موجود در طناب نخاعی دارند. با این حال چرایی و چگونگی این تفاوت تکوینی مشخص نبوده است. در این راستا محققین در انستیتو سلول‌های بنیادی و طب بازساختی UCLA از آخرین تکنیک‌های مولکولی برای ارزیابی این امر که چگونه فعالیت ژن‌ها، شکل نورون‌ها را تغییر می‌دهد استفاده کردند. این امر با استفاده از رویکردی موسوم به پروفایل کردن رونویسی تک سلول‌ها بدست آمد که اجازه می‌دهد فعالیت همه ژن‌ها در سلول‌های منفرد به طور همزمان اندازه گیری شد. این امر تصویر کاملی از فعالیت ژنی حدود ۲۰۰ سلول که در حال تبدیل شدن به نورون‌های حرکتی بودند ارائه کرد. آنالیزها نشان داد که پروتئین تولید شده بوسیله ژن Olig2 که تنها در پیش سازهای عصبی بیان می‌شود که به نورون‌های حرکتی تبدیل می‌شوند، تشکیل این نورون‌های حرکتی را با تداخل با خانواده‌ای ژنی به نام ژن‌های Hes پیش‌می‌برد. ژن‌های Hes در مهار تکوین نورون‌های نقش دارند. محققین نقش Olig2 در پیشبرد تشکیل نورون‌های حرکتی را بوسیله افزایش دادن یا بلوک کردن عملکرد این پروتئین در طناب نخاعی جنین موشی و جوجه‌ای در حال تکوین نشان دادند. طی تکوین جنینی، سیستم عصبی بدنبال یک طرح دقیق ساخته می‌شود که تشکیل بخش‌های مختلف آن را طی زمان‌های خاص در مکان‌های خاص و با تعداد سلول مناسب برنامه ریزی می‌کند. این مطالعه نشان داد است که چگونه این فرایند در تکوین نورون‌های حرکتی به طور دقیق هماهنگ می‌شود.منبع

ترمیم نخاع لامپری و انسان

بسیاری از ژن‌های دخیل در ترمیم طبیعی طناب نخاعی آسیب دیده لامپری در ترمیم سیستم عصبی محیطی پستانداران نیز دخیل هستند. لامپری‌ها گروهی از ماهیان بدون آرواره هستند که از حدود ۵۵۰ میلیون سال قبل از اجداد مشترک با انسان منشا گرفته‌اند. مطالعات متعدد نشان داده‌اند که لامپری‌ها بدون این که نیاز به دارو یا درمان خاصی داشته باشند قادرند طناب نخاعی آسیب دیده‌شان را ریکاوری کنند. در مطالعه‌ای جدید محققین هم‌پوشانی وسیعی را بین فاکتورهای رونویسی که در بازسازی طناب نخاعی لامپری نقش دارند با سیستم عصبی محیطی پستانداران کشف کرده اند. آنها فرایند بهبود یافتن لامپری را دنبال کردند و نمونه‌هایی از نواحی مختلف مغز و طناب نخاعی این موجود در بازه‌های زمانی مختلف گرفتند (از اولین ساعات بعد از آسیب تا سه ماه بعد از آسیب). همانطور که انتظار میرفت، آنها ژن‌های بسیاری را در طناب نخاعی شناسایی کردند که با گذشت زمان و طی ریکاوری تغییر می‌کنند. هم چنین شماری از بیان ژن‌های ناشی از آسیب نیز در مغز تغییر می‌کند. این نتایج نشان داد که بعد از آسیب نخاعی، مغز نیز تغییرات زیادی می‌کند. در واقع بسیاری از افراد فکر می‌کنند که آسیب نخاعی تنها مختص خودش است اما این مطالعه نشان می‌دهد که این آسیب روی مغز نیز اثر می‌گذارد. هم چنین این مطالعه نشان داد که بسیاری از ژن‌های مرتبط با ترمیم طناب نخاعی بخشی از مسیر پیام رسانی Wnt هستند که در تکوین بافت‌های مختلف بدن نقش مهمی را بازی می‌کند. زمانی که این لامپری‌ها در شرایط آزمایشگاهی با مهار کننده‌های مسیر Wnt تیمار شدند، هرگز توانایی خود برای شنا کردن را بازیابی نکردند. از آنجایی که این مسیر پیام رسانی(Wnt) در انسان نیز فعال است، میتوان گفت که بسیاری از ژن‌های دخیل در این مسیر و بازسازی طناب نخاعی در لامپری، در انسان نیز وجود دارند و میتوان با مطالعه بیشتر این مسیرها در این جانوران ساده‌تر، هدف‌های درمانی جدیدی را برای درمان ضایعه نخاعی در انسان شناسایی کرد.منبع

باز گردانند حس لمس را به افراد ضایعه نخاعی

نورونهای بینابینی حسی، کلاسی از نورون‌ها در طناب نخاعی هستند که مسئول رله کردن یا تقویت اطلاعات از سراسر بدن به سیستم عصبی مرکزی هستند و فرد را قادر به حس لمس می‌سازند. فقدان حس لمس شدیدا روی افراد فلج تاثیر می‌گذارد. برای مثال آنها اغلب لمس شدن بوسیله دیگران را حس نمی‌کنند و عدم داشتن حس درد، آنها را مستعد آسیب دیدگی‌هایی مانند سوختگی میسازد. محققین کشف کرده‌اند که چگونه سیگنال‌هایی از خانواده پروتئین‌های ریخت زای استخوانی روی تکوین نورون‌های بینابینی در جنین‌های جوجه‌ها اثر می‌گذارند و این یافته‌ها قابل بسط به سلول‌های بنیادی انسانی نیز هستند. زمانی که آنها BMP4 و همچنین اسید رتینوئیک را به سلول‌های بنیادی جنینی انسان اضافه کردند، مخلوطی از دو نوع نورون بینابینی حسی را بدست آوردند. نورون‌های بینابینی حسی DI1 به افراد حسی به نام Proprioception میدهد که به معنی این است که فرد موقعیت مکانی بدنش در فضا را حس می‌کند و نورون‌های حسی dI3 فرد را قادر میسازد که حس فشار را احساس کند. زمانی که محققین مولکول‌های پیام رسان مشابه(BMP4 و اسید رتینوئیک) را برای سلول‌های بنیادی پرتوان القایی نیز بکار بردند، مخلوطی از همین نورون‌های بینابینی حسی تولید شد. توانایی تولید نورون‌های بینابینی حسی از سلول‌های خود بیمار، این پتانسیل را ایجاد می‌کند که درمان مبتنی بر سلولی ایجاد شود که بتواند بدون نیاز به سرکوب ایمنی، حس لمس بیماران را احیا کند. محققین امیدوارند که بتوانند هر یک از این نورون‌های بینابینی را به طور جداگانه تولید کنند و بدین ترتیب نقش هرکدام از آنها در ایجاد حواس مختلف از جمله لمس در فرد بررسی کنند و همچنین بتوانند از این رویکرد برای درمان بالینی کسانی که دچار ضایعات نخاعی شده‌اند استفاده کنند. در بخشی از این مطالعه، این محققین نورون‌های بنیابینی حسی DI1 و dI3 را به طناب نخاعی موش ایمپلنت کردند و مشاهده کردند که این سلول‌ها به درون سیستم عصبی جانور تلفیق شدند و به صورت کامل دارای عملکرد شدند. این موفقیت گام مهمی به سمت کاربرد بالقوه این رویکرد در بالین محسوب می‌شود. منبع