پزشکی بازساختی و کاربرد های آن

مقدمه‌ای بر پزشکی بازساختی

پزشکی بازساختی حوزه‌ای نوین و بین رشته‌ای در علوم طبیعی و زیست شناسی می باشد. با توجه به اولین پیوند موفق پوست در دنیا که در اوایل قرن 20 اتفاق افتاد، محققان متوجه شدند که بسیاری از آسیب های بافتی را که به خودی خود توانایی ترمیم ندارند می توان با استفاده از یک بافت سالم از فرد دیگر جایگزین کرد.

در طی 100 سال گذشته، تکنولوژی پیوند بافت چنان با سرعت بالا پیشرفت کرد که محققان امکان پیوند یکی از ارگان های بسیار حیاتی مانند قلب را امکان پذیر کردند. اما آن چه که همیشه برای بشر آرزو بود توانایی بازسازی کامل یک ارگان بدون استفاده از ارگان فرد دیگر بود. امروزه با استفاده از تکنولوژی های سلول های بنیادی، پرینتر های سه بعدی و تولید داربست در ابعاد و اشکال مختلف، این امکان تا حد زیادی بوجود آمده است.

مفاهیم علم پزشکی بازساختی

در علم پزشکی بازساختی دو مفهوم ویژه در درمان آسیب یک بافت وجود دارد: اولین مفهوم ترمیم یا Repair بوده و مفهوم دوم بازسازی یا Regeneration می باشد.

در تعمیر یک بافت، سلول های بنیادی با توان تمایزی کمتری دخیل بوده و فقط توانایی ترمیم تعداد معدودی از بافت ها را دارد. در ترمیم، تعمیر بافتی اتفاق بیفتد اما ممکن است بافت توانایی های ویژه قبل از آسیب خود را مجددا کسب نکند. همچنین در ترمیم همیشه جای زخم یا Scar به وجود می آید.

اما در بازسازی بافت مجدداً به شکل کامل ساخته می شود و همان توانایی های سابق را کسب می کند. همچنین سلول های دخیل در پیشبری فرآیند بازسازی، سلول هایی با قدرت تمایز بالا بوده و انواع اقسام سلول های مورد نیاز چند بافت را در یک زمان شکل می دهند. در مسیر تکاملی هر چقدر که به سمت موجودات پیشرفته‌تر می‌رویم، توانایی بازسازی کاهش یافته و موجودات بیشتر به سمت تعمیر بافتی می روند.

در انسان ها امکان regeneration وجود ندارد و در برخی از بافت ها مانند پوست، کبد، غشای امنیوتیک و … تعمیر اتفاق می افتد. لذا این قدرت محدود امکان درمان بسیاری از آسیب ها را نمی‌دهد و در صورت آسیب بافت های حیاتی مانند مغز و قلب و همچنین آسیب های بزرگی در بافت های دیگری مانند استخوان و ماهیچه، با سرعت مناسب ترمیم نیافته و جان افراد را به خطر می اندازد.

همچنین در صورت بروز بیماری های مختلف مانند آلزایمر یا سکته قلبی، بخش هایی از یک بافت حیاتی از بین می‌رود که به هیچ ترتیبی فرصت ترمیم ندارد.

وجود قابلیت های ترمیمی در حیوانات پست تر از یک طرف و شناختن بیش از پیش سلول های بنیادی انسانی در گذر زمان از طرف دیگر موجب شد شاخه‌ای تحت عنوان پزشکی بازساختی شکل بگیرد.

همچنین هم راستا با توسعه علوم مربوط به سلول های بنیادی، محققان حوزه های مواد و متالوژی ترکیبات سنتزی مناسبی را به عنوان داربست های سلولی تولید کرده و به واسطه تکنیک های الکتروریسی و پرینت 3 بعدی، داربست هایی در ابعاد و اشکال مختلف تولید کردند.

در گذشته های نزدیک امکان تولید بافت های مختلف به شکل کایمریک و یا با ایتفاده از یک موجود زنده کامل امکان پذیر بود. همچنین در حوزه سلول های بنیادی ابتدا مبحث سلول های بنیادی جنینی مطرح شده و توسعه پیدا کرد. لذا برای تولید سلول بنیادی نیاز به قربانی کردن یک جنین در مرحله بلاستوسیست و برای تولید بافت نیاز به استفاده از یک حیوان کایمریک بود.

موازین اخلاقی یکی از مهمترین عوامل بازدارنده بود که در سال های ابتدایی قرن 21 اجازه پیشرفت چشمگیر در حوزه سلول های بنیادی نداد. لذا دانشمندان و محققان بر آن شدند تا استحصال سلول از ارگانیسم های بالغ امکان پذیر باشد.

شناخت سلول های بنیادی مزانشیمی به عنوان multipotent از یک طرف و تکنولوژی مهندسی ژنتیک برای تولید سلول های بنیادی پر توان القایی (induced Pluripotent Stem Cells) از طرف دیگر کمک کرد تا منابع جدیدی برای تولید سلول های بنیادی یافت شده و مشکلات اخلاقی پشت سر گذاشته شود.

در پزشکی بازساختی، طی کردن یک مسیر موفق Ex-Vivo نیازمند شناخت کامل تهدیداتی است که می تواند موفقیت پیوند و جان بیمار را به خطر بیندازد. اولین نکته مهم شناخت بافت آسیب دیده است. بافت هدفی که دچار آسیب شده و هدف بازسازی آن است از نظر بافت شناسی و سلولی به خوبی باید شناخته شده باشد به عبارتی باید قدرت رشد و تقسیم آن و همچنین ماتریکس خارج سلولی آن به خوبی باید بررسی شود.

در ادامه به عنوان نکته دوم، باید سلول بنیادی مناسب و منبع آن مشخص شود. سلول های بنیادی از نظر قدرت تمایزی متفاوت بوده و بسته به بافت هدف ممکن تمایز های متفاوتی نشان دهند. از همه مهم تر قدرت تمایز سلول بنیادی به بافت هدف باید محرز شده باشد و از طرفی محل تمایز که در سیستم in-vitro باشد یا در داخل بافت خود سیستم in-vivo باید مشخص شود.

به عنوان نکته سوم باید تکنیک های مورد نیاز برای استخراج و کشت سلول بنیادی مشخص باشد و همچنین روش القای تمایز و فاکتور های رشد مورد نیاز تعیین شود. نکته چهارم مسئله سیستم ایمنی می باشد که ممکن است پس از پیوند در زمان های نزدیک یا دور پس زده شود. لذا باید ساز و کاری برای بی اثر کردن سیستم ایمنی و پیشگیری از ایجاد اختلال در فرآیند پیوند در نظر گرفته شود.

سخن پایانی

در دوره از in-vitro تا in-vivo آزمایشگاه ژنیران یک مسیر پزشکی بازساختی در زمینه بازسازی استخوان و پوست تعریف شده و با توجه به چالش های زیادی که در این زمینه وجود دارد، این مسیر با موفقیت توسط دانشجویان آن دوره طی می شود.

نویسنده: مسعود سلطانی