سرطان یکی از خطرناک‌ترین بیماری‌ها در جهان است که سالانه باعث مرگ میلیون‌ها نفر می‌شود. حتی با وجود پیشرفت‌های سریع در تحقیقات سرطان، میزان مرگ و میر ناشی از سرطان در ایالات متحده در بازه زمانی 2006 تا 2015 سالانه فقط حدود 1.5٪ کاهش یافته است. دانشمندان برای طراحی درمان‌های بهتر نیاز به درک جامعی از بیولوژی سرطان دارند. کاربرد سلول‌های بنیادی در درمان سرطان در سال‌های اخیر امیدوارکننده نشان داده و در این مقاله از بای بای سرطان به بررسی کاربرد سلول‌های بنیادی در درمان سرطان می‌پردازیم.
محدودیت‌های درمان‌های کنونی سرطان
نوع درمان سرطان به نوع و مرحله سرطان و همچنین اهداف درمان بستگی دارد. جراحی معمولاً اولین گزینه برای برداشتن مستقیم تومورهای جامد در یک ناحیه است. رادیوتراپی با آسیب رساندن به DNA سلول‌های سرطانی می‌تواند تومورها را از بین ببرد. شیمی درمانی از داروهای بسیار سمی برای کاهش یا توقف رشد تومور استفاده می‌کند. ایمونوتراپی که شامل آنتی‌بادی‌های مونوکلونال، مهارکننده‌های نقاط وارسی، واکسن‌های سرطان و انتقال سلولی است، به یک درمان مهم با نتایج بالینی بهبود یافته تبدیل شده است.
با این حال، درمان‌های کنونی دارای معایب عمده‌ای هستند مانند هدف‌گیری ناکافی و غیر اختصاصی درمان‌ها به محل تومور که منجر به اثربخشی کمتر از حد مطلوب، مقاومت درمانی بالا و متعاقباً عود تومور می‌شود. علاوه بر این، اثرات خارج از هدف داروهای درمانی و پاسخ‌های ایمنی می‌تواند باعث بروز بسیاری از عوارض جانبی شود.
کاربرد سلول‌های بنیادی در درمان سرطان
کاربرد سلول‌های بنیادی در درمان سرطان که شامل استفاده از سلول‌های بنیادی به روش‌های مختلف است، به عنوان یک گزینه امیدوارکننده در مبارزه با سرطان ظاهر شده است. این روش درمانی می‌تواند کارایی سایر روش‌هایی که مرور کردیم را به دلیل افزایش هدف‌گیری تومورها بهبود بخشد و در نتیجه اثرات خارج از هدف را کاهش دهد. بسیاری از استراتژی‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی در حال حاضر در آزمایش‌های بالینی در حال بررسی هستند که نویدبخش بوده و روش‌های جدیدی را برای درمان سرطان ارائه می‌دهند. ارزیابی بیشتر این روش‌ها برای امکان‌پذیر ساختن این درمان‌ها برای آزمایشات بالینی آتی مورد نیاز است.
انواع سلول‌های بنیادی برای درمان سرطان
سلول‌های بنیادی از منابع مختلف ظرفیت‌های متفاوتی برای تکثیر، حرکت و تمایز خودشان دارند که کارایی آن‌ها در درمان تومورهای سرطانی را تعیین می‌کند.
سلول‌های بنیادی پرتوان (PSC)
سلول‌های بنیادی جنینی (ESCها) از سلول‌های توده‌ای درونی جنین جدا می‌شوند و توانایی ایجاد همه انواع سلول‌ها به جز سلول‌های جفت را دارند. با این حال، کاربردهای بالینی این سلول‌ها به دلیل نگرانی‌های اخلاقی محدود است. در سال 2006 کشف فاکتورهای یاماناکا که سلول‌های بنیادی پرتوان را از سلول‌های سوماتیک در کشت القا می‌کنند، یک پیشرفت مهم را رقم زد.
سلول‌های بنیادی پرتوان ویژگی‌های مشابهی با سلول‌های بنیادی جنینی دارند اما از مسائل اخلاقی مرتبط با تخریب جنین خبری نیست. هر دوی سلول‌های بنیادی پرتوان و سلول‌های بنیادی جنینی منابع مهمی برای القای سلول‌های T- و NK موثر و تولید واکسن‌های ضد سرطان هستند.
سلول‌های بنیادی بالغ (ASC)
سلول‌های بنیادی بالغ می‌توانند انواع متنوع سلول‌های تخصصی را در بافت‌ها و اندام‌ها ایجاد کنند. سلول‌های بنیادی خونساز (HSCها)، سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCها) و سلول‌های بنیادی عصبی (NSCها) معمولاً در درمان سرطان استفاده می‌شوند.
سلول‌های بنیادی خونساز که در مغز استخوان قرار دارند می‌توانند تمام سلول‌های خونی بالغ بدن را تشکیل دهند. تزریق این سلول‌های گرفته شده از خون بند ناف تنها روش سلول‌های بنیادی مورد تایید سازمان غذا و دارو برای درمان مولتیپل میلوما، لوسمی و برخی اختلالات خونی است.
سلول‌های بنیادی مزانشیمی در بسیاری از بافت‌ها و اندام‌ها یافت می‌شوند و نقش مهمی در ترمیم و بازسازی بافت دارند. این سلول‌ها می‌توانند به سرعت تکثیر شوند و چندین نوع سلول تخصصی مانند استئوسیت، آدیپوسیت و کندروسیت در شرایط آزمایشگاهی تولید کنند. سلول‌های بنیادی مزانشیمی خواص بیولوژیکی منحصر به فردی دارند و به طور گسترده برای کمک به درمان‌های دیگر یا ارائه عوامل درمانی در درمان سرطان‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سلول‌های بنیادی عصبی (NSC)
سلول‌های بنیادی عصبی که در اصل در سیستم عصبی مرکزی وجود دارند، می‌توانند خود تجدید شوند و نورون‌ها و سلول‌های گلیال جدید تولید کنند. این سلول‌ها به طور گسترده برای درمان سرطان‌های اولیه و متاستاتیک در مدل‌های موش آزمایش شده‌اند.
سلول‌های بنیادی سرطانی (CSC)
سلول‌های بنیادی سرطانی که به عنوان سلول‌های بنیادی یا سلول‌های شروع‌کننده تومور نیز شناخته می‌شوند، توسط جهش‌های اپی ژنتیکی در سلول‌های بنیادی طبیعی یا سلول‌های پیش ساز تولید می‌شوند. این سلول‌ها در بافت‌های تومور یافت می‌شوند و نقش مهمی در رشد، متاستاز و عود سرطان دارند. هدف قرار دادن سلول‌های بنیادی سرطانی می‌تواند یک رویکرد امیدوارکننده برای درمان انواع مختلف تومورهای جامد باشد.
مکانیزم‌های عملکرد سلول‌های بنیادی در درمان سرطان
جهت‌یابی به مغز استخوان
سلول‌های خونساز و لکوسیت‌ها در تومورهای تهاجمی با دوزهای بالای شیمی درمانی آسیب می‌بینند. بیماران در این شرایط نیاز به انفوزیون داخل وریدی سلول‌های بنیادی خونساز اتولوگ یا آلوژنیک خواهند داشت. این سلول‌های بنیادی خونساز تحت یک فرآیند هومینگ یا جهت‌یابی قرار می‌گیرند که منجر به حرکت سریع آن‌ها به سوله‌های سلول‌های بنیادی مشخص در مغز استخوان می‌شود. سلول‌های پیوندی بنیادی خونساز پس از مواجهه با مغز استخوان تحت پیوند قرار می‌گیرند و سلول‌های خونی تخصصی ایجاد می‌کنند.
اثر تومور-تروپیک
ریزمحیط تومور که در آن ماتریس خارج سلولی و عوامل پاراکرین ترشح شده رسوب می‌کنند، رشد و تهاجم تومور را با جذب انواع مختلف سلول‌ها مانند سلول‌های اندوتلیال، سلول‌های ایمنی نفوذی و سلول‌های بنیادی مزانشیمی هدایت می‌کند. تومورها بافت زخم مزمن با هیپوکسی پایدار، التهاب و استرس اکسیداتیو هستند اما هرگز بهبود نمی‌یابند. بنابراین، حرکت سلول‌های بنیادی مزانشیمی به سمت ریزمحیط تومور مشابه حرکت آن‌ها به محل‌های آسیب‌دیده یا ایسکمیک است.
ظرفیت ترشح و تمایز فاکتور پاراکرین
سلول‌های بنیادی عملکرد خود را با آزاد کردن عوامل مختلف پاراکرین از جمله وزیکول‌های خارج سلولی (EVها) و مواد محلول انجام می‌دهند که بر بقا، پیشرفت و متاستاز تومور تأثیر می‌گذارد. در میان سه نوع وزیکول خارج سلولی، اگزوزوم‌های با اندازه نانو تنظیم‌کننده‌های حیاتی تعامل سلول-سلول هستند. اگزوزوم‌ها می‌توانند پس از آزاد شدن از سلول‌های بنیادی مزانشیمی محل تومور را مورد هدف قرار دهند و محموله خود را در سلول‌های گیرنده آزاد کنند.
سیگنال‌دهی در سلول‌های بنیادی سرطانی
مسیرهای سیگنال‌دهی مولکولی از جمله ناچ، β-کاتنین و NF-kB تکثیر سلول‌های بنیادی طبیعی را تنظیم می‌کنند. تغییرات مداوم در این مسیرها می‌تواند منجر به تشکیل سلول‌های بنیادی سرطانی شود. این سلول‌ها توانایی بالایی در نوسازی و تمایز خود دارند و به رشد، عود و متاستاز عود کمک می‌کنند. این سلول‌ها همچنین مسئول مقاومت درمانی معمول در تومورها هستند.
کاربرد سلول‌های بنیادی در درمان سرطان در بای بای سرطان
استراتژی‌های مختلفی برای کاربرد سلول‌های بنیادی در درمان سرطان وجود دارد از جمله پیوند سلول‌های بنیادی خونساز، تزریق سلول‌های بنیادی مزانشیمی بعد از درمان سرطان، حامل درمانی، تولید سلول‌های ایمنی و تولید واکسن. در این بخش به بررسی آن‌ها می‌پردازیم:
پیوند سلول های بنیادی خونساز
پیوند سلول‌های بنیادی خونساز در درجه اول به عنوان یک روش استاندارد برای درمان مولتیپل میلوما، لوسمی و لنفوم پس از
پرتودرمانی با دوز بالا یا شیمی درمانی استفاده می‌شود. این روش همچنین در کارآزمایی‌های بالینی در ترکیب با شیمی‌درمانی یا ایمونوتراپی برای درمان سرطان‌های دیگر مانند تومورهای مغزی، نوروبلاستوما، سارکوم و سرطان سینه مورد بررسی قرار می‌گیرد.
پیوند سلول های بنیادی مزانشیمی بعد از درمان سرطان
درمان سرطان‌های تهاجمی یعنی حذف تومور مهاجم و درمان با دوز بالا اغلب منجر به آسیب در بافت‌های طبیعی و سیستم خونساز می‌شود. تحقیقات نشان داده تزریق سلول‌های بنیادی مزانشیمی حالت تمایز نیافته و تکثیر سلول‌های بنیادی خونساز را حفظ می‌کند و نتیجه کلی درمان را بهبود می‌بخشد.
حامل درمانی
منطق استفاده از حامل‌های سلول‌های بنیادی در درمان سرطان محافظت از عوامل درمانی در برابر تخریب سریع بیولوژیکی، کاهش عوارض جانبی سیستمیک و افزایش سطح محلی درمان‌ها به دلیل اثر هدف‌گیری تومور درونی سلول های بنیادی است.
تغییر ژنتیکی سلول‌های بنیادی
سلول‌های بنیادی از جمله سلول‌های بنیادی مزانشیمی و خونساز می‌توانند برای تقویت اظهار و ترشح آنزیم‌های تبدیل‌کننده پیش دارو یا سیتوکین‌ها/کموکاین‌های سمی تومور اصلاح ژنتیکی شوند.
سلول‌های بنیادی حامل دارو
سلول های بنیادی مزانشیمی مملو از عوامل ضد سرطان مانند دوکسوروبیسین، آدنوویروس‌های انکولیتیک و miRNAها، سمیت سلولی افزایش یافته‌ای را نسبت به سلول‌های سرطانی نشان داده‌اند.
تولید سلول‌های ایمنی
سلول‌های بنیادی جنینی و پرتوان می‌توانند به سلول‌های ایمنی موثر مانند سلول‌های T و NK تبدیل شوند.
تولید واکسن
واکسن‌ها را می‌توان با مهندسی سلول های بنیادی پرتوان برای اظهار آنتی‌ژن‌های مرتبط با تومور تولید کرد که باعث فعال‌سازی سیستم ایمنی می‌شود.
کلام آخر
کاربرد سلول‌های بنیادی در درمان سرطان راه‌های جدیدی را برای هدف قرار دادن و از بین بردن تومورها هموار کرده است. این روش چالش‌ها و عوارض جانبی خاص خودش را دارد اما تحقیقات و پیشرفت‌های مداوم در این فناوری ما را به سمت درمان‌های ایمن‌تر و موثرتر هدایت می‌کند. به این ترتیب، کاربرد سلول‌های بنیادی در درمان سرطان می‌تواند به یکی از اجزای حیاتی درمان سرطان تبدیل شده و نتایج و کیفیت زندگی بیمار را بهبود بخشد.
منابع:
