تولید غدد پاراتیروئید عملکردی از سلول های بنیادی جنینی موش

پزشکی احیا کننده امکانات هیجان انگیزی را در دنیای پزشکی باز کرده است. اکنون، محققان ژاپنی به دنبال راه‌هایی برای بازسازی و بازسازی بافت‌ها و اندام‌های بدن هستند که ممکن است یک درمان جایگزین برای بیماری‌ها باشد.

در مطالعه ای که اخیراً منتشر شده در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNASمحققان دانشگاه پزشکی و دندانپزشکی توکیو (TMDU) نشان دادند که غدد پاراتیروئید عملکردی را می توان از سلول های بنیادی جنینی موش (mESCs) تولید کرد.

هیپوپاراتیروئیدیسم زمانی رخ می دهد که غدد پاراتیروئید (PTGs) به اندازه کافی هورمون پاراتیروئید (PTH) تولید نکنند. PTG ها غدد درون ریز کوچکی هستند که تعادل کلسیم را در بدن تنظیم و حفظ می کنند. PTGهایی که به درستی کار می کنند گیرنده های حسگر کلسیم را بیان می کنند که به تغییرات کلسیم پاسخ می دهند و ترشح PTH را تعدیل می کنند. علل کم کاری پاراتیروئید می تواند مادرزادی یا اکتسابی باشد که در این میان شایع ترین علت کم کاری پاراتیروئید جراحی گردن است. درمان کم کاری پاراتیروئید نیاز به درمان جایگزین مادام العمر دارد. مدیریت مرسوم شامل مکمل های کلسیم و آنالوگ های ویتامین D و همچنین PTH انسان نوترکیب تمام قد است. با این حال، مزایای درمانی گاهی محدود است. اگر بتوان PTGهای عملکردی را بازسازی و پیوند زد، می‌تواند گزینه درمانی جدیدی برای غلبه بر محدودیت‌های درمان مرسوم ارائه کند.

اگرچه هدف نهایی کاربرد بالینی در انسان است، اما محققان در اولین قدم آزمایشاتی را روی موش انجام دادند. امروزه، ایجاد سلول های PTG عملکردی که به تغییرات غلظت کلسیم در شرایط آزمایشگاهی پاسخ می دهند، مشکل است. به همین دلیل، محققان تلاش کرده اند PTGهای عملکردی را با استفاده از فرآیندی به نام “تکمیل بلاستوسیست” با استفاده از ارگانیسم های موش تولید کنند. مکمل بلاستوسیست یک رویکرد بالقوه امیدوار کننده برای بازسازی اندام ها در داخل بدن است. بلاستوسیست ها از حیوانات جهش یافته که اندام خاصی ندارند تهیه می شوند. سپس این بلاستوسیت ها با سلول های بنیادی پرتوان تزریق می شوند. در نتیجه، کل اندام حیوانات کایمریک از سلول های بنیادی تزریق شده تولید می شود.

برای تولید جنین موش با کمبود PTG به عنوان بستری برای تکمیل بلاستوسیست، محققان از ویرایش ژنوم CRISPR-Cas9 استفاده کردند. در داخل بدن موش کایمریک، mESCهای دهنده به PTGهای بالغ غدد درون ریز تمایز یافتند (شکل A، B). PTGهای تولید شده تمام معیارهای لازم برای عملکرد کامل را برآورده کردند: آنها به کلسیم خارج سلولی پاسخ دادند و ترشح PTH را تنظیم کردند. علاوه بر این، PTGهای مشتق از mESC، آسیب شناسی موش مدل هیپوپاراتیروئیدیسم را با پیوند نابجا بهبود بخشید (شکل C).

آنها همچنین موفق به تولید PTGهای کاربردی موش در بدن موش شدند که اثربخشی این روش را حتی در مطالعات بین گونه ای نشان داد.

توجه به این نکته مهم است که اگرچه این مطالعه بر روی موش ها انجام شد، اما تولید اندام عملکردی را نشان داد که پتانسیلی برای کاربردهای بالینی آینده دارد. انتظار می رود نتایج این مطالعه با استفاده از روش تکمیل بلاستوسیست کمک قابل توجهی به بازسازی اندام غدد درون ریز و درمان پیوند اندام های بازسازی شده داشته باشد.