پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

بیماری‌های متابولیک، از جمله چاقی، دیابت شیرین و بیماری‌های قلبی عروقی، امروزه تهدیدی بزرگ محسوب می‌شوند، اما تلاش‌ها برای فهم مکانیسم‌های اساسی و گسترش درمان‌ به دلیل فقدان سیستم‌های مدل انسانی مناسب، چندان نتیجه بخش نبوده است. پیشرفت در فناوری سلول‌های بنیادی و ارگانوئیدی امکان تولید مدل‌های سلولی را فراهم می‌کند که خواص بافتی، مولکولی و فیزیولوژیکی اندام‌های انسان را تقلید می‌کنند.

 چاقی یک نگرانی عمده برای سلامت عمومی است و به بیماری‌های مزمن متعددی از جمله دیابت شیرین، بیماری‌های قلبی عروقی، بیماری‌های کبد و برخی سرطان ها کمک می‌کند. چاقی نشان دهنده افزایش بافت چربی است و  بافت چربی نقش عمده ای در تنظیم هموستاز انرژی کل بدن دارد.  سه نوع اصلی چربی وجود دارد، چربی‌های سفید غنی از لیپید، سلول‌های چربی بژ یا برایت و  چربی‌های قهوه‌ای غنی ازمیتوکندری. بیشتر مطالعات بر روی بافت چربی با استفاده از مدل‌های جوندگان بوده است که به دلیل تفاوت‌های عمده بین فیزیولوژی انسان و سیستم‌های مدل حیوانی، تعمیم این مطالعات به انسان سخت است. به طور خاص، منشاء و مشخصات بافت چربی قهوه‌ای بین مدل‌های موشی و انسان متفاوت است. به عنوان مثال، فعالیت بافت چربی قهوه ای انسانی توسط گیرنده ‌β2  آدرنرژیک هدایت می‌شود در صورتی که در موش توسط گیرنده β3 آدرنرژیک این کار انجام‌ می‌شود. همچنین، یک مدل موشی مناسب که توسعه طبیعی چربی قهوه ای انسانی را تقلید کند، وجود ندارد. بنابراین، نیاز زیادی به تولید سلول‌های چربی انسانی بالغ، یا سیستم‌های ارگانوئید چربی که پیچیدگی و تداخل انواع سلول‌های مختلف را در بافت چربی مدل‌سازی می‌کنند، وجود دارد تا استراتژی‌های درمانی جدید برای بیماری‌های متابولیک مرتبط با چربی ایجاد شود. یکی دیگر از اندام‌های متابولیک مهم کبد است که از سلول‌های کبدی، کلانژیوسیت‌ها و سلول‌های غیر پارانشیمی تشکیل شده است که با هم عملکردهای مهم متابولیکی و سم زدایی مورد نیاز برای هموستاز ارگانیسم را انجام می‌دهند. شیوع بیماری‌های کبدی در سرتاسر جهان رو به افزایش است که عمدتاً به چاقی مربوط می‌شود. بنابراین، چاقی به شدت با بیماری کبد چرب غیر الکلی (NAFLD) مرتبط است، که می‌تواند از استئاتوز به استئاتوهپاتیت غیرالکلی پیشرفته که با التهاب و فیبروز مشخص می شود، پیشرفت کند. استئاتوهپاتیت غیرالکلی پیشرفته،  پیش ساز سرطان کبد و همچنین نارسایی کبد است و در حال حاضر هیچ درمانی مورد تایید سازمان غذا و داروی آمریکا برای این مشکل وجود ندارد.

مدل‌های سلولی و مدل‌های حیوانی متعددی برای کشف مکانیسم‌های اساسی توسعه و پاتوژنز کبد مورد استفاده قرار گرفته‌اند، اما به دلیل محدودیت‌های مدل‌های سلولی و حیوانی، پیشرفت کمی در درمان موفق بیماری‌های کبدی، به‌ویژه NASH، حاصل شده است. در دهه گذشته، مدل‌سازی بیماری انسان از پیشرفت ارگانوئیدها سود برده است.

منبع:

Hu, W., Lazar, M.A. Modelling metabolic diseases and drug response using stem cells and organoids. Nat Rev Endocrinol (2022). https://doi.org/10.1038/s41574-022-00733-z