احیای بینایی با تمرکز بر روی ترمیم آسیب سلول های عصب بینایی

آسیب‌های عصب بینایی می تواند ناشی از نوروپاتی‌های بینایی، تروما یا تومورهای همراه با دژنراسیون عصب بینایی باشد که منجر به آتروفی عصب بینایی و در نتبجه آن، از دست دادن جزئی تا کامل بینایی می‌شود. این صدمات به طور خاص بر روی نوعی از اعصاب دخیل در بینایی به نام RGCها (سلول های گانگلیون عصبی) تأثیر می‌گذارند که آکسون‌های آنها عصب بینایی را تشکیل می‌دهند. در بیشتر آسیب های عصب بینایی، این بدنه سلولی RGCها است که آسیب دیده و تحلیل می‌رود. به عنوان مثال، گلوکوم، علت اصلی دژنراسیون RGC است که بیش از 70 میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد که 8 میلیون نفر از آنها از کوری دو طرفه برگشت ناپذیر رنج می برند. 

در حال حاضر، هیچ درمان بالینی برای حفظ بقای RGC، بازسازی آنها و فراهم آمدن امکان بازگشت بینایی و درمان نابینایی برای چنین بیمارانی وجود ندارد. بنابراین، مطالعات زیادی در زمینه درمان عصب بینایی و بازگرداندن بینایی در این بیماران با استفاده از روش های مختلف انجام گرفته است. با این حال، اکثر این روش ها هنوز در مرحله تحقیقاتی بوده و امکان استفاده از آنها در درمان های بالینی فراهم نیامده است. یکی از درمان هایی که نسبت به سایر روش ها نتایج امیدبخش تری فراهم می آورد، بازگشت بینایی با سلول های مزانشیمی خون بند ناف است که در اینجا قصد داریم به بررسی آن بپردازیم.

درمان عصب بینایی با استفاده از تکنولوژی سلول بنیادی

سلول درمانی به عنوان یک رویکرد بالینی قدرتمند در سال های اخیر به عنوان روش درمانی برای بسیاری از مشکلات بالینی معرفی شده است. سلول بنیادی پیوند زده شده نه تنها می توانند به ترمیم عصب بینایی کمک کند، بلکه می تواند بر اثرات مضر التهابی که ممکن است در محل اعصاب آسیب دیده مشاهده شود، غلبه کند. مطالعات انجام گرفته نشان داده است که سلول درمانی با سلول‌های بنیادی مشتق از مغز استخوان بزرگسالان (BMMC) بقای RGC را در مدل حیوانی آتروفی عصب بینایی افزایش می‌دهد و به ترمیم ساختار آکسون‌های آسیب دیده کمک می کند. از طرف دیگر، سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) حداقل به مدت 18 هفته در زجاجیه موش صحرایی باقی می‌مانند و محافظت طولانی‌مدت عصبی را برای RGCها فراهم می آورند. همچنین، نشان داده شده است که سلول های بنیادی مزانشیمی پیوند زده شده، از RGC ها در مدل های ایسکمی/پرفیوژن مجدد و فشار خون چشمی و سایر موارد محافظت می کنند.

در مقایسه با سایر سلول‌های بنیادی، سلول‌های بنیادی مزانشیمی مزایای متعددی دارند، از جمله خطر کم برای رد پیوند، و جداسازی و کشت ساده از منابع در دسترسی مانند خون بند ناف. سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از ژله وارتون انسانی (hWJ-MSCs) که بخشی از بافت بند ناف را تشکیل می دهد، به عنوان منبع بالقوه‌ای برای سلول‌درمانی پیشنهاد شده‌اند، زیرا به راحتی در شرایط آزمایشگاهی به دست می‌آیند و تکثیر می‌شوند و مطالعات نشان داده است که بقای RGC را نیز در شرایط آزمایشگاهی ارتقا می‌دهند. علاوه بر این، اثر محافظت کننده عصبی برای مدت طولانی مدت پس از آتروفی عصب بینایی و همزمان با بازسازی آکسون همچنان قابل انجام بود. از دست دادن RGC غیرقابل برگشت است و می تواند منجر به نابینایی نسبی یا کامل شود. اما درمان با hWJ-MSCs منجر به بقای RGCها، بازسازی آکسونی و بازیابی نسبی عملکرد نورونی در جهت بازگشت بینایی شد.

همانطور که گفته شد، سلول بنیادی مزانشیمی را می توان از منابع مختلفی از جمله خون بند ناف و بافت آن به دست آورد. خون بند ناف به دلیل در دسترس بودن و داشتن خواص بیولوژیکی سودمند از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای مثال، از آنجایی که بند ناف از نوزادان تازه متولد شده به دست می‌آید، باید تغییرات ژنتیکی کمتری نسبت به بافت‌های بالغ داشته باشد که نتایج مثبت تری را در صورت پیوند به افراد غیر همخون برای درمان نابینایی ارائه می‌دهد. علاوه بر این، بند ناف بافتی است که لزوماً در هنگام زایمان جمع آوری می شود و معمولاً دور انداخته می شود و بنابراین نیازی به روش های تهاجمی ندارد. در مقایسه با سلول‌های بنیادی مزانشیمی از منابع دیگر، به عنوان مثال، مغز استخوان، سلول‌های بنیادی مزانشیمی hWJ-MSC می‌توانند رشد و تکثیر بهتری در محیط کشت داشته باشند. نکته مهم این است که سلول های بنیادی مزانشیمی از منابع متعدد، پتانسیل تولید تومور و تراتوم کمتری را به نسبت سایر انواع سلول های بنیادی نشان دهند.

سلول های بنیادی را می توان از چندین روش برای درمان عصب بینایی مورد استفاده قرار داد. در بیشتر مطالعات از روش تزریق این سلول ها به داخل زجاجیه برای ترمیم عصب بینایی و درمان نابینایی استفاده شده است. با این حال، چند مطالعه بالینی با استفاده از این مسیر، عوارض جانبی را گزارش کرده اند که مرتبط با تزریق است. از سوی دیگر، ترکیبی از تزریق داخل زجاجیه همراه با تزریق داخل وریدی BMMSCها نتایج خوبی در زمینه ایمنی روش و کارایی در بازگشت بینایی در پی داشته است. بنابراین، کشف و/یا ترکیب سایر راه‌های انتقال بنیادی نیز برای بهینه‌سازی سلول‌درمانی در زمینه درمان نابینایی و ترمیم آسیب‌های شبکیه و عصب بینایی اهمیت فراوانی دارد. هر دو تزریق ساب تنون و رتروبولبار مسیرهای دور چشمی هستند که می توانند برای رساندن سلول های بنیادی به بخش خلفی چشم و جلوگیری از اثرات نامطلوب تزریق داخل زجاجیه مورد استفاده قرار گیرند. اخیراً، یک کارآزمایی بالینی فاز 3 نشان داد که تزریق ساب تنون hWJ-MSCs نتایج خوبی برای بیماران مبتلا به رتینیت پیگمنتوزا دارد اما این رویکرد باید در مدل آسیب عصب بینایی نیز بررسی، و با سایر مسیرها مقایسه شود. علاوه بر این، مطالعات اخیر یک رویکرد مستقیم تر مانند تزریق مستقیم به عصب بینایی را نیز مورد بررسی قرار داده اند. به طور خلاصه، ایمنی و اثربخشی راه‌های مختلف را می‌توان در مدل‌های حیوانی به منظور کمک به درمان بالینی بهتر، موثرتر و با عوارض جانبی کمتر مورد ارزیابی قرار داد.

علاوه بر درمان آلوژنیک با سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان (BM-MSCs)، درمان با hWJ-MSCs و نیز سلول های مشتق از خون بند ناف نیز می توانند یک اثر طولانی‌مدت ارائه کنند که مرگ RGCها را به تأخیر انداخته و رشد و تکثیر آکسون ها را افزایش دهند. این روند ترمیم عصب بینایی و بازگشت بینایی در تقریباً نیمی از حیوانات تحت درمان مشاهده شده است.

بازسازی آکسون به منظور بازگشت بینایی یک چالش برای درمان عصب بینایی است و تلاش‌های زیادی برای توسعه استراتژی‌های بازسازی صورت گرفته است. برخی از مطالعات اثر درمانی نام برده شده را پس از درمان با سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از انسان در مدل های حیوانی مربوط به آسیب عصب بینایی، مشاهده کرده اند اما برخی دیگر از مطالعات تا به امروز نتایج درخور توجهی را گزارش نداده اند. این یافته‌ها اثربخشی سلول درمانی با استفاده از منبعی از سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسانی را برای مطالعات بالینی آینده نشان می‌دهد. با این حال، هنوز بسیاری از مطالعات پیش بالینی قبل از انجام مداخلات درمانی بر روی بیماران مورد نیاز است.

در حال حاضر، شواهدی از اثرات مثبت سلول درمانی با استفاده از hWJ-MSCs برای آسیب عصب بینایی ارائه شده است. پتانسیل پیوند آلوژنیک سلول‌های بنیادی مزانشیمی برای محافظت و ارتقای رشد آکسون RGC و همچنین اثرات طولانی‌مدت سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از انسان در مدل های حیوانی مشاهده شده است. این اثر حتی پس از گذشت 120 روز از آسیب نیز همچنان در گروه تحت درمان با hWJ-MSC مشاهده شده و افزایش تعداد RGCها و آکسون‌های و نیز بهبود عملکرد بینایی همچنان مشاهده می شد. این یافته برای توسعه استراتژی‌های درمانی مفید است، زیرا بند ناف منبع غنی و دسترسی از سلول‌های بنیادی مزانشیمی است که معمولا دور انداخته می‌شود و می‌توان آن را بدون روش‌های تهاجمی جمع‌آوری کرد. اگرچه نتایج امیدوارکننده هستند، اما داده های بیشتری در مورد سلول درمانی با سلول های بنیادی مزانشیمی hWJ-MSC برای درک اثرات محافظت کننده عصبی و بازسازی کننده آنها مورد نیاز است. 

مطالعاتی که تا به امروز انجام گرفته است نشان می دهد که درمان با hWJ-MSCs در مرحله اول بقای RGCهای بزرگ را افزایش می دهد، اما RGCهای کوچکتر پس از آسیب دیدن به پوسیدگی ادامه می دهند. در ادامه و با گذشت زمان، فرآیند ترمیم عصب های کوچکتر را نیز تحت تاثیر قرار می دهد. تخمین زده شده است که بیش از 46 زیرگروه مختلف از RGCها در شبکیه چشم جانوران یافت می شوند که در مورفولوژی، محلی سازی، بیان ژن و خواص فیزیولوژیکی آنها متفاوت است. مطالعات نشان داده است که پاسخ انواع مختلف RGC ها نیز به درمان با سلول های بنیادی متفاوت است و این مساله باید در ترمیم انواع مختلف آسیب های اعصاب چشمی درگیر و نیز در پاسخی که در مطالعات در گونه های مختلف دریافت می شود، متفاوت خواهد بود. علاوه براین، دوز سلول بنیادی تزریق شده به بیمار نیز در سرعت روند ترمیم اعصاب تاثیر بسزایی دارد که لازم است پیش از ورود این روش به فاز بالینی مورد بررسی قرار گیرد.