كبد يكي از اعضاي مهم و حياتي بدن است كه مسوول اعمال حياتي و پيچيده اي از جمله متابوليسم و سوخت و ساز كربوهيدرات ها ، چربي ها ، اوره و ذخيره سازي مواد ضروري و همچنين سم زدايي وكنترل فعاليت داروها است .
اين عمال به وسيله سلولهاي كبدي (هپاتوسيت ها) انجام مي شود . هرگونه آسيب حاد و مزمن كبدي كه باعث اختلال در اين سلولها شود ؛ به اختلال در فعاليت هاي متابوليكي مهم بدن منجر مي شود .
براي درمان اختلالات و بيماري هاي حاد و مزمن كبدي كه به مراحل پيشرفت رسيده اند ، پيوند كبد تنها راه درمان است ؛ اما مشكلاتي از جمله يافتن دهنده مناسب كبد ، هزينه بالاي پيوندو مشكلات پس از آن محققان علوم پايه و باليني پزشكي را به يافتن راههاي نوين درمان تشويق كرده است .
يكي از زمينه هاي تحقيقاتي كه اميدهاي تازه اي در درمان برخي بيماري ها براي محققان ايجاد كرده استفاده از سلولهاي بنيادي است . سلولهاي بنيادي داراي قابليت هاي منحصر به فردي هستند كه از آن جمله توانايي تكثير بالا و تبديل وتمايز به سلولهاي ديگر است . كه اين مساله در محيط كشت و داخل بدن حيوانات آزمايشگاهي بررسي شده است ؛ اما با وجود تحقيقات فراواتي كه در سالهاي اخيرانجام گرفته، پرسشهاي بدون پاسخ و ابهامات زيادي باقي مانده است كه مطالعات بيشتري را مي طلبد تا بتوان از اين سلولها براي درمان بيماري ها استفاده كرد .
در يكي از طرحهاي تحقيقاتي كه از يك سال پيش درپژوهشكده رويان جهاددانشگاهي شروع شده است . از سلولهاي بنيادي جنيني ، انساني درمحيط كشت 2 بعدي و 3 بعدي سلولهاي كبدي (هپاتوسيت ) توليد شد.
سلولهاي بنيادي جنيني كه در اين طرح مورد استفاده قرار گرفته بود رده سلولي Royan H1 بود كه به وسيله انجمن بين المللي سلولهاي بنيادي (ISSCR) به ثبت رسيده است . (رويان درفارسي به معناي جنين است .)
سلولهاي بنيادي جنيني كه از توده‌داخلي بلاستوسيست به دست مي آيد توانايي تكثير نامحدود و تبديل به 3 لايه اوليه جنيني را دارند . در مطالعاتي كه روي اين سلولها انجام شده محققان پژوهشكده رويان در محيط كشت سلولي موفق به توليد سلولهاي عصبي ، سلولهاي عضله قلبي و سلولهاي مولد انسولين از اين سلولها شده اند . در اين طرح تحقيقاتي ، سلولهاي بنيادي جنيني در شرايط مناسب كشت سلولي و در محيط كشت محتوي فاكتورهاي لازم براي تبديل به سلولهاي لايه اندودرم وسلولهاي كبدي كشت داده شدند و پس از يك فرآيند 25 روزه بتدريج به سلولهاي كبدي تبديل شدند . اين سلولها داراي شكل ظاهري مشابه سلولهاي كبدي طبيعي بودند ؛ همچنين بررسي فراساختار اين سلولها با استفاده از ميكروسكوپ الكترونيكي نيز اين مساله را تاييد كرد .
طي توليد سلولهاي كبدي از سلولهاي بنيادي جنيني ، اين سلولها با گذشت زمان ابتدا ژنهاي اختصاصي اوليه و در انتها تمايز ژنهاي اختصاصي سلولهاي كبدي بالغ شده را نشان دادند كه اين مساله با تكنيك هاي ملكولي اثبات شد و 10 ژن اختصاصي كه در سلول بنيادي فعال نيست ، اما در سلول كبدي بيان مي شود ، نشان داده شد ؛ بعلاوه سلول هاي بدست آمده ، داراي عملكرد اختصاصي سلول كبدي هستند؛ يعني همانند سلولهاي كبدي طبيعي، پروتئين هايي را از جمله آلبومين و آلفافتوپروتئين توليد در محيط كشت ترشح مي كنند . اين سلولها عملكرد متابوليكي هم دارند و مي توانند اوره توليد كنند و گلوكز موجود در محيط كشت را به صورت گليكوژن در سيتوپلاسم خود ذخيره كنند .
يكي از نكات برجسته و بااهميت اين طرح تحقيقاتي استفاده از شرايط كشت سلولي 3 بعدي بود. در روش معمولي كشت سلولي ، سلولها به صورت تك لايه و دو بعدي در محيط كشت سلولي تكثير مي شوند . اما در اين مطالعه با استفاده از داربست هاي بيوماتريال شرايط را طوري مهيا كرديم كه همانند بافتهاي بدن سلولها به صورت چندلايه روي هم يك ساختار 3 بعدي را تشكيل دهند . سلولهاي كبدي توليد شده در شرايط كشت 3 بعدي داراي عملكرد بهتري نسبت به سلولهاي كشت شده در محيط كشت 2 بعدي بودند ؛ همچنين برخي از ژنهاي اختصاصي سلولهاي كبدي در سلولهاي موردنظر در كشت 3 بعدي زودتر بيان شد . استفاده از داربست هاي 3 بعدي به عنوان يك رويكرد جديد در سالهاي اخير براي ايجاد شرايط نزديكتر به شرايط داخل بدن در مورد كشت سلولي مورد توجه قرار گرفته است .
نتايج اين تحقيق به وسيله 2 مجله بين المللي (ISI) جهت چاپ مورد پذيرش قرار گرفته و در ضمن در 3 كنگره بين المللي ارائه شده است .
از اين سلولها مي توان به عنوان مدل مناسبي كه تكوين كبد در جنين انسان را در محيط كشت نشان مي دهد، در مطالعات زيست شناسي تكويني و همچنين مطالعات سم‌شناسي و داروشناسي استفاده كرد .
گام بعدي اين تحقيق ايجاد آسيب كبدي حاد و مزمن در حيوان آزمايشگاهي و پيوند اين سلولها است تا توانايي اين سلولها را در تبديل به سلولهاي كبدي در بدن مدل حيواني آسيب كبدي بررسي شود.
ختار 3 بعدي را تشكيل دهند . سلولهاي كبدي توليد شده در شرايط كشت 3 بعدي داراي عملكرد بهتري نسبت به سلولهاي كشت شده در محيط كشت 2 بعدي بودند ؛ همچنين برخي از ژنهاي اختصاصي سلولهاي كبدي در سلولهاي موردنظر در كشت 3 بعدي زودتر بيان شد . استفاده از داربست هاي 3 بعدي به عنوان يك رويكرد جديد در سالهاي اخير براي ايجاد شرايط نزديكتر به شرايط داخل بدن در مورد كشت سلولي مورد توجه قرار گرفته است .
نتايج اين تحقيق به وسيله 2 مجله بين المللي (ISI) جهت چاپ مورد پذيرش قرار گرفته و در ضمن در 3 كنگره بين المللي ارائه شده است .
از اين سلولها مي توان به عنوان مدل مناسبي كه تكوين كبد در جنين انسان را در محيط كشت نشان مي دهد، در مطالعات زيست شناسي تكويني و همچنين مطالعات سم‌شناسي و داروشناسي استفاده كرد .
گام بعدي اين تحقيق ايجاد آسيب كبدي حاد و مزمن در حيوان آزمايشگاهي و پيوند اين سلولها است تا توانايي اين سلولها را در تبديل به سلولهاي كبدي در بدن مدل حيواني آسيب كبدي بررسي شود.