نقش سلول های بنیادین در قلب

به نظر می رسد که سلول های بنیادی می توانند قلب هایی را که از پا افتاده اند، جوان کنند. ولی مشکل این جاست که پزشکان هنوز نمی دانند چگونه. با وجود میلیون ها ترانه دلشکستگی باز هم قلب انسان با گذشت زمان خود را باز می یابد و زخم های عاطفی اش التیام پیدا می کنند. در پزشکی اما پیش آگهی غالباً نومیدکننده تر از این است و زمان تنها آسیب فیزیکی را بدتر می کند. اگر از اکسیژن محروم بمانیم، سلول های قلب می میرند و جای آنها را بافت ترمیمی زخم خواهد گرفت که البته از جنس بافت خود قلب نیست.
از آن پس سلول های باقی مانده قلب که اکنون دیگربار بافت جدیدی را نیز بر دوش دارند، می دانند هیچ امیدی نمی توانند بر آن بست مسئولیت بیشتری را بر عهده می گیرند و با قدرت بیشتری کار می کنند. بدین ترتیب قلب با فشار بیشتری که بر آن می آید، رو به بزرگتر شدن می گذارد، ولی به ندرت توان اولیه خویش را باز می یابد. به رغم تلاش های پزشکان برای نجات عضله آسیب دیده قلب با استفاده از تجویز داروها، کاتتریزاسیون، قرار دادن وسایل بازنگاه دارنده عروق و اعمال جراحی هم اکنون ۲۰ میلیون تن از مردم در آمریکا از نارسایی قلب رنج می برند. نیمی از این افراد ظرف پنج سال پس از تشخیص نارسایی خواهند مرد. در واقع قلب آنها برای همیشه شکسته است. ولی قلب عاطفی به آسانی تسلیم این اندیشه که قلب فیزیکی می تواند از پای درآید، نمی شود. چنین است که متخصصین قلب گام در مسیری نو و بدعت گذارانه نهاده اند؛ تقویت عضله در حال مرگ قلب به کمک سلول های بنیادی. سلول های همه کاره واقعی بدن که خود را باز می سازند و می توان آنها را در جهت تغییر و تبدیل به بسیاری از سلول های گوناگون بدن هدایت کرد. متخصصین قلب در اروپا، آمریکای جنوبی و ژاپن (که انجام کارآزمایی های بالینی در آنها سهل تر از ایالات متحده است) روال هایی را، با استفاده از سلول های بنیادی بالغ انسان در پیش گرفته اند، لیکن تا به امروز پیشرفت های بسیار جزیی در این زمینه حاصل و حتی در برخی موارد منجر به بستری شدن تقریباً دائمی کسانی شده که پیش از آن از زندگی و سلامتی طبیعی برخوردار بودند. طی چند سال گذشته در ایالات متحده نیز مطالعاتی از این دست صورت گرفته اند که نتایج اولیه شان مشابه تجربیات انجام شده در نقاط دیگر است. «اداره غذا و دارو» که در ابتدا قدری نگران اینگونه آزمایشات بود، اکنون شروع به صدور مجوز برای برخی از این موارد که بیشتر مربوط می شوند به استفاده از سلول های بنیادی خود فرد (و نه سلول های به دست آمده از جنین که اختلاف نظر بر سر آن بسیار است) کرده است. در چند سال آینده چندصد تن از بیماران آمریکایی (که از درمان های رایج کنونی نومید شده اند) در چنین کارآزمایی هایی شرکت خواهند جست.
اما مشکل این جاست که هیچ کس دقیقاً نمی داند این شیوه درمانی چگونه عمل می کند. سلول های بنیادی به قلب می رسند، ولی کسی نمی داند که پس از آن چه رخ می دهد، چگونه بافت بار دیگر جوان می شود و یا اینکه چه خطراتی را به دنبال خواهد داشت. از نظر مخالفین این بدان معنا است که خطرات چنین اقداماتی بر منافع احتمالی حاصل از آنها می چربند. طرفداران این شیوه درمانی در پاسخ می گویند که بدحال ترین بیماران طبعاً آن را به روبه رو شدن با مرگ حتمی ترجیح می دهند. اکنون متخصصین قلب باید پاسخی (برای خویش و بیماران شان) برای پرسشی که در تمام کارآزمایی های بالینی صورت گرفته با شرکت افراد انسانی همواره مطرح بوده و هست، داشته باشند: چه موقع اجازه خواهید داد که اقدام پزشکی بر دانش تان پیشی گیرد؟
اندیشه تزریق سلول های بنیادی به قلب بیماران با سرعتی خارق العاده از آزمایشگاه ها گام به اتاق های عمل گذاشت. پنج سال پیش چنین اندیشه ای تقریباً غیرقابل تصور می نمود، در آن زمان، دانشمندان از دانش کافی برای استفاده از سلول های بنیادی جهت ترمیم بافت آسیب دیده قلب برخوردار بودند. در سال ۲۰۰۱ دانلد اورلیک زیست شناس مولکولی در «انستیتو ملی تحقیقات ژنوم انسانی» اقدام به انتشار برخی از شواهد اولیه کرد. وی پس از ایجاد حملات قلبی در موش ها قدری از مغز استخوان سرشار از سلول های بنیادی را به آنها تزریق کرد. این سلول ها در بدن موش ها تکثیر یافتند و چنین به نظر می رسید که تا اندازه ای توانسته اند عضله آسیب دیده قلب شان را التیام بخشند. گزارش اورلیک در گوش پزشکان آلمانی در دانشگاه دوسلدورف طنین دلپذیری یافت. در ماه مارس همان سال تیمی از دانشمندان به اندازه چند قاشق چایخوری از مغز استخوان لگن یک مرد ۴۶ساله بیرون کشیدند. سپس سلول های مذکور را از طریق کاتتر به داخل قلب وی (که پیش از آن در نتیجه ایست قلبی تا حدی آسیب دیده بود) هدایت و تزریق کردند. ده هفته بعد قلب وی از قدرت بیشتری برخوردار بود و خون بیشتری را پمپ می کرد. پزشکان که از نتایج این آزمایش دلگرم شده بودند، درصدد برآمدند که درمان بیش از ۶۰ بیمار را در دستور کار خویش قرار دهند و در پاییز همان سال اقدام به این کار کردند. در ماه نوامبر پژوهشگران ژاپنی نیز دست به آزمایش مشابهی زدند و متعاقباً گزارش کردند که پنج تن از بیمارانشان (که شریان های کرونری قلب شان مسدود شده بود،) اکنون پس از تزریق مغز سلول های مغز استخوان در قلب از جریان خون بهتری برخوردارند. البته اینگونه درمان های انقلابی در پزشکی- به ویژه در حیطه بیماری های قلب و عروق و به خصوص اگر در خارج از ایالات متحده (که سازمان های انتظامی در آنها به این اندازه هوشیار و سختگیر نیستند) صورت گرفته و تجربه شده باشند- همواره موجب شور و اشتیاق بسیار پزشکان بوده اند. لیکن پیشرفت های اساسی و انقلابی در درمان، معمولاً مبتنی و متکی بر سال ها آزمایش و تجربه بر روی حیوانات (به منظور نشان دادن ایمنی و کارایی آنها) است. هنگامی که تیم آلمانی اقدام به این کار کرد، هیچ یک از این سوابق وجود نداشت و حتی کار بر روی حیوانات درشت جثه نیز انجام نشده بود. بدین ترتیب هیچ سابقه قابل اتکایی وجود نداشت و این اصلاً خوب نیست. یک سال پیش از آن پزشکان فرانسوی اقدام به درمان ۱۰ بیمار قلبی با استفاده از سلول های بنیادی به دست آمده از عضله ران (به جای مغز استخوان بیماران) کردند. به دنبال آن به ناگهان ضربان قلب چهار تن از این بیماران نامنظم شد و دیگر وقت هم نبود که بتوان دریافت که چرا. این از ایمنی و اما کارایی چنین به نظر می رسد که در پی بیشتر کارآزمایی های اولیه که در خارج از ایالات متحده صورت گرفتند، بیشتر بیماران وضعی به مراتب بهتر از سابق یافتند. ولی دلیلش چیست؟ دانشمندان از همان ابتدا با این ادعا مخالف بودند که سلول های بنیادی تبدیل به سلول های قلبی جدید می شوند. با این حال به رغم مطالعات بسیاری که تاکنون صورت گرفته، هنوز فاصله زیادی است تا توافق و همدلی کامل. اما فعلاً این موضوع چندان مهم نیست، همین که شانس دیگری به قلب برای بازسازی داده می شود، کافی است. سلول های بنیادی احتمالاً سلول های باقی مانده قلب را تقویت و به عنوان چراغ راهنمای تولید و ترشح عوامل رشد عمل کرده و نهایتاً نقش ماما را برای تولد عروق خونی جدید ایفا می کنند و- به قول جوشواه یر متخصص قلب در جانز هاپکینز و از پیشگامان این شیوه درمان- «احتمالاً هزار کار دیگر هم از آنها برمی آید.»
برخی از این «کارهای دیگر» البته خالی از خطر نیستند و همین عدم اطمینان دلیل آن است که بسیاری از دانشمندان هنوز ایرادات جدی به این نحوه از درمان دارند. بیشتر متخصصین قلب از اینکه پژوهش ها در اروپا و ژاپن به رغم وجود اطلاعات نسبتاً اندک از حیوانات صورت گرفتند، حقیقتاً یکه خوردند و حال که کار بر روی انسان ها با سرعت بیشتری صورت می گیرد، بیش از پیش شگفت زده می شوند و با دانش اندکی که از بیولوژی چنین درمان هایی وجود دارد، باید انتظار حوادث دور از انتظار را نیز داشت (کما اینکه برای بیماران فرانسوی چنین حوادثی رخ داد).
از میان تمام درمان هایی که هم اکنون پیشنهاد می شوند، تزریق مغز استخوان بیشتر از سایرین به بوته آزمایش گذاشته شده است. در ماه مه، آمیت پاتل جراح قلب در دانشگاه پیتسبورگ که تاکنون بیشتر از ۱۰۰ مورد عمل جراحی انجام داده، انجام آزمایشی را آغاز کرد. وی برای حدود ۲۰ درصد از بیمارانش که «کسرپرتابی» عضله قلب شان (کسری از خون موجود در بطن که قلب در هر انقباض بطن چپ به داخل سرخرگ آئورت «پرتاب» می کند) پایین است، سلول های بنیادی تجویز می کند. سپس اقدام به اندازه گیری حجم خونی که قلب قادر به پمپ کردن است می نماید. «کسرپرتابی» قلب هایی که به این شیوه درمان شده اند، به میزان درخور توجهی افزایش یافته و تا شش ماه پس از آن نیز نسبتاً به همین حال باقی می ماند. (بیمارانی که به اصطلاح «دارونما» دریافت کرده اند، نیز بهبود می یابند، ولی نه تا بدین اندازه.) و اما در مورد ایمنی این شیوه درمان پاتل می گوید که «نه تومور نه بی نظمی ضربان قلب نه سکته های مغزی هیچ کدام از اینها پیش نیامدند. خودم هم قدری شگفت زده ام. ما فکر می کردیم حتماً باید چیز بدی وجود داشته باشد. ولی تا حالا که چیزی ندیده ایم.»
پاتل یکی از تنها سه پزشک آمریکایی است که تاکنون توانسته اند از «اداره غذا و دارو»ی ایالات متحده اجازه درمان بیماران مبتلا به نارسایی مزمن قلب با استفاده از سلول های مغز استخوان را دریافت کنند و از این جمع سه نفره تنها او جراح است، دو پژوهشگر دیگر سلول ها را به کمک کاتتر وارد قلب می کنند، به همان صورتی که تیم آلمانی در سال ۲۰۰۱ می کرد. این رویکرد که کمتر تهاجمی است، احتمالاً خطر کمتری از عمل جراحی دارد. امرسون پرین در «انستیتو قلب تگزاس» مشغول درمان ۳۰ بیمار دچار نارسایی قلب پیشرفته است. گرچه او هنوز هیچ نتیجه ای را از آزمایشاتش انتشار نداده، ولی اطلاعاتی از کارآزمایی دیگری که چهار سال پیش بر روی ۱۴ بیمار در ریودوژانیرو انجام داده بود، در اختیار دارد. سیزده تن از این بیماران بهبود قابل ملاحظه ای یافتند. در واقع پنج تن از این بیماران نیاز به عمل پیوند قلب داشتند، ولی چهار ماه بعد حالشان به قدری بهبود یافت که از فهرست انتظار بیماران برای انجام عمل قلب خارج شدند. یک تن دیگر که پیش از شروع کارآزمایی به سختی نفس می کشید، حالا دیگر حتی می تواند بدود. داگلاس لوسوردو رئیس پژوهش های قلب و عروق در مرکز پزشکی کاریتاس سنت الیزابت واقع در بوستون سومین پزشک در جمع صلیبیون دنیای قلب و عروق است. بیماران وی «جلیقه نجات» بر تن می کنند، تا ضربان قلب شان تا ماه ها پس از درمان پایش و ثبت شود، و اگر احیاناً مواردی از بی نظمی در ضربان قلب اتفاق افتد، جلیقه های مذکور می توانند به سرعت آنها را مهار کنند. علاوه بر این وی می تواند دقیقاً از تعداد و شدت موارد بی نظمی در ضربان قلب بیماران خویش مطلع شود که تاکنون البته تعداد این موارد صفر بوده است. به علاوه، چنین به نظر می رسد که بیماران لوسوردو همانند بیماران پاتل و پرین مجدداً جوان شده اند. وی درصدد انجام مطالعات جدیدی است، از جمله کارآزمایی با شرکت بیمارانی که عروق خونی پاهایشان دچار انسداد شده اند. این کارآزمایی به تائید «اداره غذا و دارو» رسیده و قرار است در ماه دسامبر آغاز شود.
مغز استخوان یک منبع شناخته شده سلول های بنیادی به شمار می رود، ولی تنها منبع آن نیست. چندین تن از دانشمند در پی یافتن سلول های پیشتاز عضلات اسکلتی اند که بتوان به صورت یک خوشه انگور از عضله ران بیماران خارج و به قلب شان پیوند زد. متاسفانه تا به امروز هم سابقه و خاطره بی نظمی ها در ضربان قلب بیماران فرانسوی در نخستین کارآزمایی شان جرأت و شهامت را از همه گرفته است. در دو کارآزمایی، که اخیراً در خارج از ایالات متحده صورت گرفت، ۱۱ تن از ۱۸ بیمار دچار بی نظمی در ضربان قلب شدند، که یکی از آنها حتی نیاز به احیای قلبی پیدا کرد. نتایج تحقیقات تیمی در جانز هاپکینز که در ماه ژوئن انتشار یافت، تا اندازه ای به روشن شدن موضوع کمک کرد. سلول های بنیادی پیوند یافته، قادر به تولید یک پروتئین کلیدی موسوم به کانکسین ۴۳ (که به طور طبیعی اجازه و امکان هدایت صحیح تکانه های الکتریکی [از جمله در عضله قلب] را می دهد)، نیستند. با این حال ادواردو ماربان که رهبری تیم مذکور را برعهده داشت، روایت هایی از سلول های مذکور را که به کمک مهندسی ژنتیک تولید شده و لااقل در آزمایشگاه قادر به تولید پروتئین فوق اند در اختیار دارد. بدین ترتیب استراتژی عضله اسکلتی همچنان جذابیت خود را حفظ کرده است. منبع دیگر سلول های بنیادی احتمالاً می تواند قلب خود بیماران باشد. ماربان (که خود متخصص مولکولی قلب است)، اکنون به فکر تهیه سلول های بنیادی از منشاء خود قلب افتاده است. بد نیست بدانیم که تنها دو سال است که چنین اندیشه ای مطرح شده است. وی می گوید، «احتمالاً وجود آنها به طور طبیعی به ترمیم آسیب های ناشی از فرسودگی عضله قلب کمک می کند. با این حال تعدادشان برای ترمیم آسیب های و وسیع و فاجعه بار کافی نیست. با این حال می توانیم ظرف چند هفته در آزمایشگاه چندین میلیون از آنها را کشت دهیم.» سلول های بنیادی از منشاء قلب احتمالاً بیشتر از همه سلول های دیگر شانس تبدیل شدن به سلول های عضله قلب در بدن را دارند. ماربان عزم آن دارد که ظرف ۱۸ ماه آینده دست به انجام کارآزمایی هایی بر روی انسان ها بزند.
تمام این راهبردها متکی بر استفاده از سلول های بنیادی به دست آمده از خود بیمارانند. با این حال این رویکرد یک اشکال نیز دارد: سلول های بنیادی بیماران مسن به اندازه جوانان ستبر و فعال نیستند، در عین حال اغلب بیمارانی که نیاز به درمان دارند مسن اند. لوسوردو درصدد است روش استفاده از سلول های بنیادی را با شیوه درمان های ژنتیکی درهم آمیزد. بدین ترتیب که سلول ها را از مغز استخوان خارج کرده و پس از تغییر و تبدیلات لازم، مجدداً آنها را به بدن فرد بازگرداند. گرچه هنوز این اندیشه ای خام است (مثلاً برای شروع کار هنوز روشن نیست که در کدام ژن ها باید تغییر و تبدیل ایجاد کرد)، ولی مذاکرات اولیه برای شروع کارآزمایی آغاز شده است. از سوی دیگر پزشکان می توانند پیوند سلول های بنیادی به دست آمده از افراد جوان و سالم در بیماران مسن را نیز بیازمایند، روشی که بیشتر شبیه روش های سنتی پیوند عضو است. به گفته دکتر هیر از آنجا که سلول های بنیادی در محیط کشت «دیوانه وار رشد می کنند»، یک بار اهدای عضو احتمالاً خواهد توانست در نهایت برای یک هزار بیمار مورد استفاده قرار گیرد. پیش از این هیر خود توانسته بود با تزریق سلول های مغز استخوان خوک های سالم به خوک هایی که دچار آسیب های ناشی از حملات قلبی شده بودند، آنها را درمان کند. تابستان امسال وی شروع به آزمایش بر روی انسان ها کرد و درمان ۴۸ بیمار مبتلا به حمله قلبی را با استفاده از سلول های بنیادی در برنامه خویش قرار داد. این رویکرد شباهت زیادی به جراحی سنتی پیوند اعضا دارد، با یک استثنای اساسی: خطر بازپس زدن پیوند در این جا بسیار اندک است. هیر می گوید که سلول های بنیادی کشت داده شده، فاقد آن نشانگرهای پروتئینی اند که موجب بازشناسی آنها از سوی سیستم ایمنی به عنوان عنصر بیگانه می شوند. به گفته هیر این بدان معنا است که می توان «سلول ها » را درست مثل داروها «در یک بانک خون نگهداری و به هنگام نیاز از آنها استفاده کرد» مزیتی که در موارد اورژانس بسیار اساسی است.
و بالاخره، جوان ترین و در عین حال بحث برانگیزترین، پرتنوع ترین و ارزشمندترین منبع سلول های بنیادی رویان انسان است. تا تابستان امسال کسی از آنها برای درمان بیماران قلبی استفاده نکرده بود و این خود بدین معنا است که این زمینه از کار به طور کلی عاری از اختلاف نظرهای اخلاقی معمول است. در ماه ژوئن تیمی در اکوادور به رهبری جراحان قلب، فدریکو بنتی و والاوانور سوبرامانیان اقدام به تزریق سلول های بنیادی تهیه شده از جنین در قلب ۱۰ بیمار کرد. یک ماه پس از این کار بیمارانی که تا به آن روز شل و وارفته بودند، به یک باره فعال شدند، قلب این بیماران، ۴۰ درصد بیشتر از سابق خون را پمپ می کردند. روشن است که یک نمونه ده تایی از بیماران نمی تواند نتایج کاملاً قطعی به دست دهد، ولی پژوهش ها با استفاده از رویان در کشورهای دیگر نیز نتایج امیدوارکننده ای به دست داده اند. سال گذشته دانشمندان در «انستیتو فناوری مرکز پزشکی رامبام» گزارش کردند که سلول های رویانی قلب را می توان در شبکه ای از بافت بالغ قلب به دام انداخت و ضربانشان را تنظیم کرد. به عقیده این دانشمندان ممکن است روزی همین سلول ها بتوانند جایگزین دستگاه تنظیم کننده مکانیکی (پیس میکر) قلب شوند. این بدان معنا است که استفاده از سلول های بنیادی نه تنها منافعی را برای مبتلایان به نارسایی قلبی دربردارند، بلکه در آینده احتمالاً گروه به کلی متفاوت دیگری از بیماران قلبی نیز از آن منتفع خواهند شد و تصور چنین آینده ای است که بسیاری از پزشکان و بیماران را دلگرم و امیدوار می کند.

Newsweek October ۱۷, ۲۰۰۵
سایت متخصصین مهندسی پزشکی
bioemm.com
مری کارمایکل
ترجمه:ع.فخریاسری

منبع : سایت تخصصی مهندسی پزشکی