درمان بیماریهای قلبی عروقی با سلول های بنیادی

بیماری های قلبی و عروقی عامل شماره یک مرگ و میر در زنان و مردان در سراسر جهان است که سالانه بیش از ۱۷ میلیون نفر به خاطر این عارضه جان خود را از دست می دهند. امروزه از روش های جدیدی برای درمان بیماری های قلب و عروق استفاده می شود که یکی از این روش های سلول های بنیادی است، آنها توانایی تبدیل شدن به انواع مختلف سلول های قلبی را دارند و می تواند به طور بالقوه ترمیم و بازسازی بافت های آسیب دیده قلب را انجام دهد.

اثرات انفارکتوس حاد میوکارد (سکته قلبی) و نارسایی احتقانی قلب چالش های بزرگی را برای پزشکان و محققان به وجود می آورد، اما امروزه می توان از سلول های بنیادی برای بافت های آسیب دیده قلب استفاده کرد. همچنین حملات قلبی باعث ایجاد صدمه به عضله قلب می شود و منجر به کاهش کارایی قلب برای پمپ کردن خون در سیستم گردش خونی می شود. قلب توانایی بازسازی حداقل دارد، بنابراین عضله از دست رفته با بافت اسکار جایگزین می شود، که این می تواند بسیار خطرناک باشد. معمولا این بیماران با کاهش عملکرد قلب روبه می شوند، که اغلب منجر به نارسایی قلبی می شود. در این صورت قلب نمی تواند نیاز بدن به جریان خون را برآورده کند.

درمان های فعلی برای نارسایی قلبی بر روی مدیریت علائم تمرکز دارد (مانند کاهش فشار خون) اما مشکل ریشه را برطرف نمی کند. زمانی که یک قلب بسیاری از سلول های عملکردی عضله قلب را از دست می دهد، یعنی هنگامی که سلول های قلب آسیب دیده باشند، بدن نمی توانند آنهارا جایگزین کند. در این حالت برای بازگرداندن عملکرد و مدیریت این بیماری مزمن، استراتژیهای جدید درمانی مانند سلول های بنیادی لازم است.

کدام بیماری ها با سلول های بنیادی، درمان می شوند؟

انفارکتوس حاد میوکارد

انفارکتوس حاد میوکارد یا حمله قلبی هنگامی رخ می دهد که رگ های خونی که قلب را تغذیه می کنند، غالباً توسط یک لخته خونی که در بالای پلاک تشکیل می شود، مسدود می شوند. ساختاری متشکل از چربی، کلسترول، کلسیم و سایر عناصر در این انسداد یافت می شود. زمانی که خون اکسیژن و مواد مغذی لازم را ندارد، سلول های قلب می میرند و قسمت های بزرگی از بافت قلب آسیب می بینند.

بعد از سکته قلبی، معمولا بافت اسکار جایگزین قسمت آسیب دیده عضله قلب می شود و این بافت اسکار توانایی قلب را در ضرب و شتم طبیعی و پمپاژ خون به طور صحیح مختل می کند. در این حال، قلب به سختی کار می کند که باعث ضعف بخش های سالم دیگر قلب می شود.

نارسایی احتقانی قلب

نارسایی قلبی شرایطی است که عملکرد پمپاژ خون ضعیف تر از حد طبیعی است. گردش خون کندتر است، فشار در قلب افزایش می یابد و در نتیجه قلب قادر به پمپ کردن اکسیژن کافی و سایر مواد مغذی در بدن نیست. برای جبران آن، محفظه های قلب ممکن است کشیده شوند تا بتوانند خون بیشتری را در خود نگه دارند یا دیواره های حفره های قلب ضخیم و سفت می شوند. سرانجام، کلیه ها با نگه داشتن آب و نمک بیشتر به عملکرد ضعیف پمپاژ خون پاسخ می دهند و مایعات می توانند در بازوها، پاها، مچ پا، پا و حتی در اطراف ریه ها ایجاد شوند. این تصویر بالینی کلی، نارسایی احتقانی قلب نامیده می شود.

بسیاری از شرایط می تواند منجر به نارسایی احتقانی قلب شود. از جمله شایع ترین آنها حملات قلبی، فشار خون بالا، بیماری دریچه و شرایط ژنتیکی به نام کاردیومیوپاتی است.

در حال حاضر انفارکتوس حاد میوکارد و نارسایی احتقانی قلب چگونه درمان می شوند؟

تغییرات سبک زندگی مانند کاهش نمک و چربی، ورزش منظم، کاهش مصرف الکل و ترک سیگار به منظور کاهش احتمال حمله قلبی و در مراحل اولیه نارسایی احتقانی قلب توصیه می شود. اهداف کاهش سرعت پیشرفت بیماری، کاهش علائم و بهبود کیفیت زندگی است.

برای درمان انفارکتوس حاد میوکارد، پزشکان اغلب از روشی به نام آنژیوپلاستی برای ایجاد اختلال در لخته خون و گشاد کردن شریان های مسدود شده استفاده می کنند. آنژیوپلاستی شامل قرار دادن و باد کردن یک بادکنک ریز در شریان آسیب دیده است. آنژیوپلاستی ممکن است با قرار دادن یک لوله مش سیم کوچک به نام استنت انجام شود، این به نگه داشتن شریان کمک می کند و احتمال انسداد مجدد آن را کاهش می دهد.

سایر درمان های حمله قلبی شامل استفاده منظم از رقیق کننده های خون (به عنوان مثال، آسپرین با دوز کم) برای جلوگیری از تشکیل لخته های جدید و سایر داروها برای کنترل فشار خون و سطح کلسترول خون است. مسدود کننده های بتا اغلب پس از سکته قلبی یا برای درمان فشار خون بالا تجویز می شوند و مهار کننده های ACE می توانند از پیشرفت نارسایی قلبی جلوگیری کنند.

برای نارسایی احتقانی قلبی متوسط ​​تا شدید، ممکن است عمل جراحی برای ترمیم یا تعویض دریچه های قلبی یا دور زدن عروق کرونر با پیوند انجام شود. در موارد شدید، بیماران ممکن است از ضربان سازها یا دفیبریلاتورهای کاشته شده برای کنترل ریتم های قلبی استفاده کنند.

چگونه می توان از سلول های بنیادی برای درک و درمان عملکرد قلب و بیماری استفاده کرد؟

محققان از سلول های بنیادی به دو روش مهم برای بهبود سلامت قلب استفاده می کنند. در مرحله اول، آنها سلول های بنیادی را به “ماهیچه قلب در ظرف” تبدیل می کنند. اگر بیماران دلایل ژنتیکی بیماری قلبی داشته باشند، عضله قلب مشتق از سلول های بنیادی آنها نیز دچار این بیماری خواهد شد و از این عضله قلب می توان برای کشف داروهای جدید استفاده کرد.

در مرحله دوم، سلول های بنیادی روش های جایگزینی بافت آسیب دیده قلب را ارائه می دهند. محققان با استفاده از سلول درمانی، امیدوارند بافت قلب را که در اثر نارسایی احتقانی قلب و حملات قلبی آسیب دیده، ترمیم یا جایگزین کنند. بر خلاف درمان های ذکر شده در بالا، سلول درمانی می تواند به جای یک درمان متمرکز بر علائم، یک درمان پایدار را برای کمبودهای قلبی فراهم کند.

قلب شما از چندین نوع سلول ساخته شده است. برای اصلاح بافت قلب آسیب دیده، محققان به طور کلی روی سه نوع سلول خاص قلب تمرکز می کنند:

کاردیومیوسیت ها

سلول های عضلانی ضرب و شتم که دهلیز را تشکیل می دهند، حفره هایی که خون در قلب آنها وارد می شود و بطن ها، جایی که خون از قلب شما پمپ می شود. کاردیومیوسیت ها هستند. در حال حاضر در سلول درمانی با سلول های بنیادی مورد هدف قرار گرفته اند.

سلول های ضربان ساز قلبی

سلول هایی هستند که سیگنال های الکتریکی را ارسال و دریافت می کنند تا ضربان قلب شما را کنترل کنند.

سلول های اندوتلیال

این سلول ها رگهای خونی هستند که به انتقال اکسیژن به کاردیومیوسیت ها کمک می کنند.

محققان در حال آزمایش انواع مختلف سلول های بنیادی درمانی برای پیوند سلول های جدید، از مهندسی بافت برای بهبود بقا یا عملکرد سلول های پیوند شده استفاده می کنند و سلول های موجود را برای تولید کاردیومیوسیت های جدید تحریک می کنند.

محققان می توانند از طریق منابع زیر کاردیومیوسیت ها را در آزمایشگاه پرورش دهند:

سلول های بنیادی جنینی (ES)، سلول های مشتق شده از جنین که می توانند سلول های بدن را به وجود آورند.

سلول های بنیادی پرتوان (iPS) ناشی از سلول های اختصاصی بافت بالغ که در آزمایشگاه تجدید برنامه ریزی می شوند و مانند سلول های بنیادی جنینی رفتار می کنند و توانایی تبدیل شدن به هر نوع سلول در بدن از جمله کاردیومیوسیت ها را دارند.

نکته جالب توجه در مورد کاردیومیوسیت ها!

نکته جالب توجه این که این کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی در یک بشقاب، به همان صورت که در یک عضله قلب زنده کار انجام می دهند، و در مغز یکنواخت می شوند. این خاصیت ضروری است، زیرا محققان بررسی می کنند که آیا ممکن است روزی بافت جایگزینی برای پیوند به بیماران رشد کند. با این حال، هنوز مشخص نیست که آیا کاردیومیوسیتهای با رشد آزمایشگاهی در صورت پیوند در قلب انسان در پیوند با سلول های اطراف یکپارچه یا ضرب و شتم می شوند.

سلول های قلبی ساخته شده از سلول های iPS نیز برای ایجاد مدل های انسانی از بیماری های قلبی فوق العاده مفید هستند تا بتوانند بفهمند دقیقاً چه اشتباهی رخ داده و برای آزمایش داروهای مختلف یا سایر روش های درمانی، چه کار باید انجام دهند. همچنین می توان از آنها برای پیش بینی اینکه ممکن است بیماران عوارض جانبی سمی قلبی را از داروها برای سایر بیماری ها مانند سرطان داشته باشند، استفاده کرد.

نکته:

چندین روش مختلف برای ترمیم عضله آسیب دیده قلب با سلول های بنیادی استفاده می شود. سلول های بنیادی که غالباً از مغز استخوان گرفته می شوند، ممکن است با استفاده از کاتتر وارد قلب شوند. سلول های بنیادی هنگامی که در محل قرار گرفته اند، به بازسازی بافت آسیب دیده قلب کمک می کنند.

فاکتور های خطر برای سلول های بنیادی

مانند هر روش درمانی دیگر، تزریق سلول های بنیادی به قلب می تواند از بین برود یا عوارض جانبی ایجاد کند. اگر سلول های بنیادی از یک اهدا کننده بی ربط گرفته شوند، سیستم ایمنی بدن ممکن است آنها را رد کند و اگر سلول های تزریق شده نتوانند با سیستم الکتریکی ریز تنظیم شده قلب ارتباط برقرار کنند، ممکن است ریتم های قلبی خطرناکی (آریتمی) ایجاد کنند. تاکنون، عوارض جانبی مسئله مهمی نبوده و همین امر محققان را ترغیب کرده است که به این کار ادامه دهند.

به طور کلی، بسیاری از روش های درمانی سلول های بنیادی برای قلب به طور شگفت آوری بی خطر بوده اند، اما اثرات طولانی مدت هنوز هم نگران کننده است. آزمایشات طولانی مدت بیشتری برای مشخص کردن نقش سلول های بنیادی درمانی در معالجه بیماری های قلبی مورد نیاز است.

مروری بر رویکردهای فعلی مبتنی بر سلول های بنیادی برای درمان بیماری های قلبی

از آنجایی که نارسایی قلبی پس از حمله قلبی ناشی از مرگ سلول های عضلانی قلب است، محققان در تلاش ساخت راهکارهایی را برای “خارج کردن عضله” دیواره قلب آسیب هستند. محققان برای ترمیم عضله آسیب دیده قلب، انواع مختلف سلول های بنیادی و سلول های پیش ساز را در بیماران پیوند می کنند. این راهکارها عمدتاً از سلول های بنیادی “بالغ” (که در مغز استخوان، چربی یا قلب خود یافت می شوند) یا سلول های “پرتوان” (ES یا iPS) استفاده کرده اند.

نتایج اولیه آزمایشات با سلول های بنیادی بزرگسالان نشان داد که؛

اگرچه اندکی پس از پیوند از دنیا رفتند، اما عملکرد قلب بهبود یافته است. این ایده به این منجر شد که این سلول ها می توانند سیگنال هایی را آزاد کنند که می توانند عملکرد را بدون جایگزینی عضله از دست رفته بهبود ببخشند. آزمایشات بالینی در اوایل دهه ۲۰۰۰ با پیوند سلول های بنیادی بزرگسالان از مغز استخوان و سپس از قلب آغاز شد. این آزمایشات نشان داد که پیوند سلول ها به قلب آسیب دیده امکان پذیر است و به طور کلی برای بیماران بی خطر است. با این حال، آزمایش های بزرگتر که تصادفی  و کنترل شده با دارونما بودند، نشانگرهای کمتری از عملکرد بهتر نشان دادند. حا اجماع این است که سلول های بنیادی بزرگسالان، در صورت وجود از عملکرد قلب بهره مند می شوند.

تحقیقات نشان می دهد که کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان قادر به ضرب و شتم سلول های عضله قلب انسان هستند که؛

هم سیگنال های لازم را آزاد می کنند و هم عضلات از دست رفته در حمله قلبی را جایگزین می کنند. پیوند سلول های قلبی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان، مزایای قابل توجهی برای عملکرد قلب در مدل های حیوانی بیماری قلبی، از موشها تا میمونها نشان داده است. اخیراً، برای اولین بار از مداخلات مشتق از سلول های بنیادی پرتوان در آزمایشات بالینی استفاده شد. “تکه های” سلول های عضلانی قلب انسان که از سلول های بنیادی مشتق شده اند، روی سطح قلب های ناخوشایند پیوند داده می شوند. نتایج اولیه نشان می دهد که این رویکرد عملی و بی خطر است، اما خیلی زود است بدانیم که آیا مزایای عملکردی وجود دارد یا خیر.

تحقیقات برای آزمایش روش های سلولی برای درمان حملات قلبی با ترکیب انواع مختلف سلول های بنیادی، تکرار پیوند یا بهبود لکه های سلول های بنیادی در حال انجام است. آزمایشات بالینی با استفاده از این روشهای بهبود یافته در حال حاضر هدف قرار گرفته است که از حدود سال ۲۰۲۰ آغاز می شود.

متأسفانه، بسیاری از کلینیک های بی پروا ادعاهای غیرقابل اثبات درباره اثربخشی “روشهای درمانی” سلول های بنیادی برای نارسایی قلبی ایجاد می کنند و باعث سردرگمی در مورد وضعیت فعلی رویکردهای سلولی برای نارسایی قلبی می شوند.