پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

 در نقطه ای دور از گذشته باستانی زمین، دو شکل حیات تک سلولی جداگانه - یک آرکئون و یک باکتری - بسته به اینکه از کدام میکروبیولوژیست بپرسید، در یک عمل همزیستی یکی شدند.

 و در طی 2 میلیارد سال گذشته، این باکتری تکامل یافته و به میتوکندری تبدیل شد که تقریباً سوخت و ساز هر سلول بدن انسان را تامین می کند.  این اندامک های کپسولی شکل فقط اکسیژن و مواد مغذی را به انرژی شیمیایی تبدیل نمی کنند.  آنها همچنین کلسترول را متابولیزه می کنند و هورمون ها و انتقال دهنده های عصبی را نیز سنتز می کنند.  آنها دلیلی هستند که می توانیم از پله ها بالا برویم، مسافت های طولانی بدویم، بپریم و شنا کنیم و بخندیم و عشق بورزیم.

 به همین دلیل است که وقتی مشکلاتی در میتوکندری فرد رخ میدهد، عواقب آن اغلب فاجعهبار است.  یکی از رخدادهایی که می تواند اتفاق بیفتد این است که بخش بزرگی از DNA میتوکندری به طور خود به خود بین نسلی به نسل دیگر ناپدید شود که مانند از دست دادن یک فصل از کتابچه راهنمای سیم کشی نیروگاه سلولی است.  اختلالات حذف میتوکندریایی که به نام SLSMD شناخته می شوند، معمولاً در دهه دوم زندگی کودک به صورت نارسایی های پیشرونده و چند سیستمی از جمله از دست دادن شنوایی و بینایی، ضعف عضلانی، مشکلات گوارشی و قلبی، زوال عقل و مرگ زودرس ظاهر می شوند.

 الاد جاکوبی، هماتولوژیست کودکان در مرکز پزشکی شبا در تل آویو که سرپرستی این مطالعه را بر عهده داشت، گفت: «این کودکان در مقایسه با همسالان خود بسیار ضعیف هستند.  یک پسر 6 ساله مجبور شد با ویلچر در بیمارستان رفت و آمد کند، دختر دیگری در بستر بود و حتی قادر به نشستن نبود.  چند هفته پس از درمان، او توانایی ایستادن را به دست آورد.  پسر شروع به دویدن کرد و به اندازه کافی هوشیار ماند تا بیشتر بخورد و وزن

اضافه کند.
 جاکوبی گفت: «اینها اقدامات بسیار نرمی هستند که گزارش آنها سخت است، اما ما شاهد بهبودهای عمده در کیفیت زندگی همه این کودکان بودیم.

 اگر این نتایج در یک کارآزمایی بالینی که انتظار میرود سال آینده آغاز شود، تکرار شود، درمان تقویت میتوکندری، که به عنوان پیوند میتوکندری نیز شناخته میشود، میتواند راهی برای درمان بیماریهای ژنتیکی نادر، بلکه فهرست طولانیتری از سایر شرایط و آسیبهای ناشی از آسیب میتوکندری ارائه کند.

 جیمز مک کالی، جراح قلب در بیمارستان کودکان بوستون و محقق دانشکده پزشکی هاروارد که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: "این اولین مطالعه خوبی است که نشان می دهد پیوند میتوکندری در بیماران مبتلا به این اختلالات حذف ژنی ایمن است. خوشحال کننده است که میبینم شخص دیگری این کار را انجام میدهد.  این نشان می دهد که جامعه علمی در حال حرکت به جلو است."

 در سال 2009، تیمی به رهبری مککالی اولین شواهد را در خرگوشها ارائه کردند که نشان میداد پیوند میتوکندری میتواند به بهبود قلب آسیبدیده کمک کند.  او برای دههها شاهد بود که وقتی خونرسانی به قلب بیماران قطع می شد چه اتفاقی برای بیماران می افتاد.  مهم نیست که او و سایر جراحان برای محافظت از آنها چه کاری انجام دهند، میتوکندری در آن بافتهایی که کمبود اکسیژن دارند، بطور غیرقابل ترمیمی آسیب دیدند.  در نتیجه، قلب ها هرگز به طور کامل بهبود نیافتند، حتی پس از بازگشت خون.

 یک روز، او فکر کرد که اگر مقداری میتوکندری سالم را از جای دیگری در بدن به قلب آسیب دیده تزریق کند، چه اتفاقی میافتد.  آنها این فرضیه را روی یک خوک امتحان کردند و چند دقیقه بعد قلب آن دوباره قدرت خود را به دست آورد - با سرعت بیشتری می زد و خون بیشتری را در بدن حیوان پمپاژ می کرد.

 زمانی که تیم مک کالی نتایج را منتشر کرد، بسیاری از دانشمندان باور نداشتند که میتوکندری بتواند به سلولهای جدید راه پیدا کند و به خطوط مونتاژ انرژی آنها وارد شود.

 ناتالی ییوگی اوهانا گفت: 10 سال پیش این یک ایده بسیار بحث برانگیز بود.  این زمانی بود که این بیوشیمی دان اسرائیلی به دنبال سرمایه گذارانی برای حمایت از یک شرکت جدید متمرکز بر توسعه داروهای مبتنی بر میتوکندری شد.  او به عنوان یک جنین شناس آموزش دیده بود و دیده بود که چگونه ترکیب میتوکندری از یک تخمک با ماده ژنتیکی تخمک دیگر - تکنیکی که گاهی به آن IVF سه والدینی میگویند - در را برای پیشگیری از بیماریهای میتوکندری باز کرده است.  در سال 2012، او شرکت Minovia را تأسیس کرد تا این ایده را پیش ببرد که می توانید از میتوکندری برای درمان چنین اختلالاتی نیز استفاده کنید.

 در ابتدا، شرکت بیوتکنولوژی مستقر در هایفا قصد داشت این مفهوم را با تزریق مستقیم میتوکندری به چشم افراد مبتلا به یک بیماری ارثی چشمی معروف به نوروپاتی ارثی بینایی لبر، اثبات کند.  اما در سال 2016، خانواده یک پسر جوان مبتلا به سندرم پیرسون - یک سندرم حذف میتوکندری بسیار نادر که کمتر از 100 نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد، به او مراجعه کردند.  این بیماری در اوایل نوزادی، معمولاً در سال اول زندگی بروز میکند و منجر به نارسایی شدید مغز استخوان میشود و بیماران را ملزم به دریافت مکرر خون میکند.  از آنجایی که بر خلاف بسیاری از بیماری های میتوکندریایی دیگر، این بیماری به دلیل حذف خود به خودی ژن ایجاد می شود، مادران چنین بیمارانی حامل جهش نیستند.  این فرصتی را برای استفاده از آنها به عنوان اهداکنندگان میتوکندری ایجاد کرد.

 مینویا به بیمارستانی که بیمار در آن تحت درمان بود، مرکز پزشکی شبا، که در پیرسون و سایر بیماریهای میتوکندری تخصص دارد، برای اجرای آزمایشی مراجعه کرد.  از اواسط سال 2019 شروع به ثبت نام کرد.  اما در این بین، شرکت با ژاکوبی و سایر اعضای تیم پزشکی شبا همکاری کرد تا پسر را تحت

یک برنامه استفاده دلسوزانه با درمان تجربی درمان کند.

 در سال 2017، پزشکان سلول های بنیادی خونساز را از مغز استخوان او و خون مادرش را جمع آوری کردند.  آنها دیواره های گلبول های سفید خون او را شکستند و از یک سانتریفیوژ برای چرخاندن میتوکندری استفاده کردند.  سپس سلولهای بنیادی پسر را تشویق کردند تا از طریق یک فرآیند طبیعی به نام پینوسیتوز، میتوکندری را از بین ببرند.  هنگامی که سلول ها با میتوکندری اضافی تقویت شدند، دوباره به کودک تزریق شدند.  او اولین فرزند بود، اما پنج فرزند دیگر - سه نفر مبتلا به پیرسون و دو نفر با بیماری حذفی دیگری به نام سندرم کرنز- به دنبال آنها قرار گرفتند.

 شایان ذکر است، تیم پزشکی شبا تصمیم گرفت از شیمی درمانی صرفنظر کند - فرآیندی که سلولهای بنیادی خونساز مشکل ساز بیمار را پاک میکند تا راه را برای سلولهای اصلاحشده باز کند، و مرحلهای که معمولاً در طول بسیاری از سلولدرمانیها انجام میشود.  به گفته جیکوبی، این تصمیم گرفته شد، زیرا این کودکان در تولید انرژی کافی برای غلبه بر عفونتهای خفیف مشکل دارند و اغلب از عوارض شدید رنج میبرند.  از بین بردن بافت هایی که گلبول های سفید آنها را تولید می کنند بسیار خطرناک تلقی می شد.

 به دلیل این انتخاب، و از آنجایی که اندامک های اهدایی از مادران خود بیماران می آمدند، محققان کار بسیار سخت تری را برای اندازه گیری میزان عملکرد تقویت میتوکندری داشتند.  جاکوبی گفت: «ما دوست داریم بتوانیم موفقیت پیوند دقیق هر بیمار را نشان دهیم، اما نمیتوانیم آنها [میتوکندری اهداکننده] را در بیماران پس از پیوند به خوبی ردیابی کنیم."

 در عوض، آنها نسبت DNA میتوکندری طبیعی به DNA حذف شده (که باعث افزایش پس از پیوند شد)، تعداد کل مولکول های DNA میتوکندری (که همچنین افزایش یافت) و توانایی سلول ها برای تولید انرژی را اندازه گرفتند.  (این نیز بهبود یافته است.) داده ها باعث شد که جاکوبی خوش بین باشد که میتوکندری های اهداکننده زنده مانده و در خانه های سلولی جدید خود

مشارکت دارند.  او گفت: "اما اینها همه اقدامات غیرمستقیم هستند."

 در گروهی از نوزادان با نقص مادرزادی قلبی، مطالعه آزمایشی کوچک نشان داد که میتوکندری ها، وقتی به شریان کرونر تزریق می شوند، به سرعت توسط سلول های قلب آسیب دیده جذب می شوند و در آنجا تولید انرژی و سایر عملکردهای متابولیک را افزایش می دهند.  این دستاوردها به اندازه کافی قابل توجه بود که 80٪ از بیمارانی که درمان را دریافت کردند، در مقایسه با 30٪ از بیمارانی که مراقبت استاندارد را بر اساس داده های گذشته نگر دریافت کردند، توانستند از دستگاه کمک تنفسی خارج شوند.

 مک کالی گفت: "لین واقعاً شگفت آور است. ما دیدهایم که در قلب کار میکند، در ریهها کار میکند، در ماهیچهها کار میکند.  من واقعاً فکر می کنم که پتانسیل آن اساساً نامحدود است."


https://www.statnews.com/2022/12/21/children-with-rare-genetic-disease-get-mitochondrial-transplant-from-mothers/#.