بازسازی اندام های صدمه دیده

فردی در یک حادثه شدیدا صدمه دیده بود و دچار جراحات وحشتناکی شده بود. انتظار می رفت که بهبودی و ترمیم زخم های او خیلی طول بکشد و مدت های طولانی گرفتار مشکلات این زخم ها باشد، ولی مشاهده شد که برخلاف انتظار خیلی سریع بهبودی پیدا کرد. از این نظر که موضوع عجیب بود کنجکاوی دانشمندان را سخت برانگیخت و این سئوال مطرح شد که این ترمیم و بازسازی بافت های آسیب دیده چه علت خاصی می تواند داشته باشد.

Zasloff دانشمندی بود که سخت درگیر این پدیده نوظهور شده بود و به هیچوجه نمی توانست آن را از ذهن خود خارج کند و به آن فکر نکند. می دانیم دانشمندان در روبرویی و مشاهده هر چیز جدید تنها به آن فکر نمی کنند و کنجکاوی خاصی که دارند آنها را وامی دارد که هر چه زودتر عملا دست به کار شوند و درصدد کشف علت پدیده ی تعجب برانگیز و تازه برآیند. Zasloff   چند سال بعد را به خواندن گزارشاتی در مورد ضرب و شتم دلفین ها و حرف زدن با زیست شناسان موجودات دریایی گذراند. بخصوص زیست شناسانی که روی دلفین ها مطالعه کرده بودند و در مورد آنها اطلاعات فراوانی داشتند. Zasloff در سال ۲۰۱۱ مقاله ای در مجله “تحقیقات درماتولوژی” یا “بررسی مسائل مربوط به پوست” چاپ کرد و عنوان مقاله اش ” مشاهدات روی سیر درمان زخم های قابل توجه و مرموز” بود که به وسیله دلفین ایجاد شده باشند. به نظر نمی رسد حمله دلفین ها طوری باشد که عضلات را پاره کند و جای زخم باقی بگذارد و ضمن ترمیم زخم ایجاد شده سلول های گوناگونی تولید شود.Zasloof  فکر کرد آیا ممکن است در دلفین ماده ای وجود داشته باشد که روی زخم ریخته شود و خاصیت ترمیم کنندگی داشته باشد و موجب بهبودی سریع زخم شود؟ همزمان دو دانشمند به اسامی Strange Kevin و Viraouth Yin  روی عوارض پوستی کار می کردند وStrange  رئیس آزمایشگاه زیست شناسی MDI بود و در حال راه اندازی موسسه ای برای پیدا کردن ترکیباتی طبیعی یا صنعتی که بتوانند ترمیم و بازسازی بافت ها را تحریک و تسریع کنند،  Zosloofبا Strange تماس گرفت و گفت فکر می کند در پوست حیوانات آنتی بیوتیکهایی وجود دارد که قادرند ترمیم و بازسازی بافت های صدمه دیده را تسریع کنند و موجب رشد سلول های جدید و جانشینی آنها با سلول های تخریب شده شوند. هر چیزی که به بدن کمک کند تا جانشین یا بازگرداننده سلول های خراب شده که توسط بیماری یا صدمه ایجاد شده اند، بشود یک نعمت و عطیه بزرگ برای علم پزشکی است. ۶ سال بعد گروه سه نفره Zasloof, Strange, Yin  اعلام کردند یک آنتی بیوتیک طبیعی در پوست یک کوسه کوچک توسطZasloof  پیدا شده که خاصیت تسریع ترمیم و بازسازی بافت ها را دارد و این ماده کشف شده را MSI-1436  نامیدند. MSI-1436 توانست ترمیم چند نوع اندام صدمه دیده را تسریع کند که در نتیجه ضایعه سریعا بهبود یافت. این تحقیق را روی Zebrafish   انجام دادند و همچنین توانستند عضلات صدمه دیده قلب موش را سریعا ترمیم کنند. معلوم شد از پوست برخی حیوانات “مولکولی” ترشح می شود که به سلول های صدمه دیده توان طبیعی بازسازی سلول های صدمه دیده را می دهد و رشد سلول های جدید را تسریع می کند. در موش که تخریب عضلات تحلیل رفته بسیار شبیه انسان است مشاهده شده است که تحت تأثیر چنین موادی از سرعت تخریب عضلات کم می شود. سه محقق ذکر شده می گویند ما هنوز روی حیوانات کار می کنیم و این تأثیرات را در انسان امتحان نکرده ایم اما اثر MSI-1436 روی بافت ها در لوله آزمایش بررسی شده و نتیجه خوب بوده است اما در بدن موجود زنده این اثر جواب نداده و شکست خورده است ولی ثابت شده که خطری هم ندارد. در سال ۲۰۰۷ این ترکیب در انسان به عنوان درمان بالقوه برای چاقی و دیابت نوع دو امتحان شد که معلوم شد حساسیت به انسولین را افزایش می دهد. این مطالعات به وسیله FDA (سازمان غذا و داروی امریکا) تنظیم شدند و نشان داده شد که MSI-1436 در دوز بالا خوب تحمل می شود و صدمه ای به بیمار نمی زند. اما به این علت که دارو به صورت مایع است نیاز دارد هر روز تزریق شود و از این جهت مورد علاقه بیماران نیست و از آن استقبال نمی کنند و مصرف قرص را ترجیح می دهند. ولی کمپانی های دارو سازی تولید آن را دنبال نکردند. برای درمان سلول های آسیب دیده گزینه های زیادی وجود ندارد. استفاده از سلول های بنیادی جهت کمک به ترمیم بافت های صدمه زیاد مطرح است. سلول های بنیادی سلول های اولیه هستند که هنوز معلوم نیست در روند اختصاصی شدن به چه اندامی تبدیل می شوند و در نهایت کل بدن انسان را می سازند. در تئوری و روی کاغذ می توانند سلول های صدمه را ترمیم کنند، بدبختانه علیرغم سال های بسیار آزمایشات بالینی و سایر انواع امتحانات، پیوند سلول های بنیادین که شاید فاقد اثر باشد، هنوز چالش برانگیز است. تنها مورد وسیع و موثر کاربرد آن پیوند مغز استخوان برای درمان بیماری های سلول های خونی است اما MSI-1436 که از نظر بی خطر بودن تأئید شده است می تواند برای بازسازی سلول های صدمه دیده داروی با ارزشی باشد. برای ترمیم ضایعات ایجاد شده در عضله قلب در اثر سکته قلبی بسیاری از حیوانات ظرفیت ترمیمی جهشی و سریعی دارند که امری طبیعی است. عجیب این که برخی حیوانات به طور طبیعی اندام های قطع شده خود را بازسازی می کنند.  Lamprey که یک ماهی قورباغه مانند است می تواند طناب نخاعی صدمه دیده خود را ترمیم کند Zebrafishیک ماهی معمولی آکواریومی است که در تحقیقات پزشکی هم مورد استفاده قرار می گیرد، قادر است قلب، کلیه ها، لوزالمعده و ضمائم را ترمیم کند. حتی انسان هم از این قدرت بازسازی بافت بهره مند است و به طور کامل می تواند آن را انجام دهد. ظرفیت بازسازی انسان محدود است اما بافت پوست، خون و روده ها به طور طبیعی دائما بازسازی می شوند. عضلات هم قادرند پس از صدمات کوچک سلول های عضلانی جدید بسازند همان طور که پرومته در افسانه یونانی کبد خودش را ساخت ما هم می توانیم پس از صدمات محدود بازسازی کنیم. بنابراین سلول های ما این توان را دارند، اما در طبیعت این رشد ترسناک محدود و خاموش می شود و از حدی فراتر نمی رود. بخصوص با بالاتر رفتن سن، این محدودیت بیشتر می شود Zasloff در اکتشاف یک آنتی بیوتیک طبیعی در حیوانات، وارد یک بحث ملکولی شده که آمینوسترول نامیده می شود و MSI-1436 یکی از آنهاست که همچنان این ظرفیت  را دارد که بازسازی را تحریک کند. سه دانشمند ذکر شده تصمیم گرفتند ظرفیت بازسازی را روی Zebrafish تست کنند زیرا که “زبرا فیش” همان اندام های مهره داران را دارد و حدود ۷۰درصد ژن های آنها همتای ژن های انسانی هستند. آنها مانند جنین شفاف هستند و مطالعه تشریحی آنها آسان است و تغییرات تشریحی آنها را می شود دید. در این تست روی بدن شفاف زیرا فیش سه دانشمند می توانستند توان بازسازی و رشد دوباره بافت ها را داخل بدن “زبرا فیش” تحت اثر آمینو سترول ها با چشم ببینند. کار را با یک قطع عضو ساده شروع کردند و قسمتی از دم ماهی را قطع کردند و تعدادی آمینوسترول های مختلف را در آب تانک نگهداری  ماهی ریختند. هیچ اتفاقی نیفتاد و تغییری مشاهده نشد. از هلن رابرتز  که یک تازه فارغ التحصیل بود و در آزمایشگاه Yin کار می کرد کمک گرفتند. او روش را تغییر داد و به جای این که آمینوسترول ها را در آب تانک بریزد آنها را به “زبرا فیش” تزریق کرد و وقتی که تست را با MSI-1436 انجام داد این ماده رشد و بازسازی قسمت قطع شده دم ماهی را تحریک کرد و آن را ۳۰۰درصد بازسازی کرد و بازسازی به جای این که در ۱۲-۱۰ روز انجام شود در ۴-۳ روز انجام شد و هیچ نشانه ای هم از رشد غیرطبیعی مشاهده نشد. سه دانشمند از هلن رابرتز و یک تکنسین دیگر خواستند مستقلا تجربیات را تکرار کنند. هر تکنسین از ترکیبات مختلفی استفاده می کرد و هیچ یک از ترکیبات مورد مصرف یکدیگر خبر نداشتند و کاملا از یکدیگر و این که هر یک چه آمینوسترولی تزریق می کند بی اطلاع بودند. MSI-1436 در هر حالت اثر کرد، اما سایر ترکیبات موثر واقع نشدند و این نتیجه موجب تعجب آنها و بسیار هیجان برانگیز بود. MSI-1436 در چنان مدلی چگونه بازسازی را تحریک کرد؟

برخی دانشمندان مطالعه کرده اند که اثر این ماده روی سلول ها روشن است. MSI-1436 آنزیمی ترشح می کند به نام پروتئین تیروزین فسفاتاز ۱B یا به اختصار PTP1B که چند کار انجام می دهد. یکی از این کارها این است که رشد سلول های جدید را تنظیم می کند و این وظیفه ی بسیار مهمی است زیرا انتشار کنترل نشده سلول ها یا اندام معیوب با عملکرد غلط و بد ایجاد می کند، یا اگر تنظیم و کنترلی در رشد سلول ها اعمال نشود منجر به سرطان می شود.

PTP1B لزوما یک ترمز روی بازسازی سلول هاست، ترکیب مورد آزمایش ما آن ترمز را در محل آسیب دیده رها کرد، در یک منطقه محدود، متمرکز و کنترل شده.

ترمزهای PTP1B این کار را با دخالت یک رده حیاتی از پروتئین های سلول گیرنده یا  (RTKs) Receptor tyrosine kinase انجام می دهد.  RTKs در دیواره سلول جاسازی شده و قسمت هایی از راه های علامت دادن را شکل می دهد و شروع به علامت دادن به خارج و داخل سلول می کند و فرمان می دهد سلول رشد کند و تقسیم شود.

برای فعال شدن و عبور آن علامت ها RTKs نیاز به اتصال به ملکول دیگری دارد که گروه فسفات نام دارد و PTP1B به آن راه می دهد. ترکیب مورد آزمایش یعنی MIS-1436 توان قطع فسفات PTP1B را از کار می اندازد و این ترمزهای غیر فعال کننده موجب می شوند RTKs و بازسازی سلولی به خوبی انجام شود و به پیش برود.

علاوه بر رشد مجدد دم “زبرا فیش” دانشمندان دریافتند که PTP1B بلاکر و بازدارنده، بازسازی سلولی در قلب “زبرافیش” را تحریک می کند و این کشف بسیار اهمیت دارد، چرا که انسان ها دم ندارند که قطع کنیم و تست را انجام دهیم، در نتیجه روی قلب متمرکز می شویم.

بیماری قلبی عروقی یکی از بزرگترین علل مرگ و میر جهانی است و در هر سال ۱۸میلیون نفر با این بیماری می میرند و ۸۵درصد این مرگ و میرها به وسیله سکته قلبی و سکته مغزی ایجاد می شوند. سلول های عضله ی قلب آنهایی که در یک سکته ی قلبی می میرند ترمیم نمی شوند، اما ردپایی از این مرگ سلولی باقی می ماند که موجب افزایش امکان سکته قلبی دیگری می شود. یک تحقیق ۴۵ ساله برای درمان رفع این مشکل، پیوند سلول بنیادی است که کمک می کند تا قلب خودش این ضایعه را ترمیم و جبران کند. زمانی که سه دانشمند این بحث مشاهده کردند، MIS-1436 به ماهی در ترمیم بافت کمک می کند، بر آن شدند که بررسی را روی موش انجام دهند. موش حیوان نمونه آزمایشگاهی است که در تحقیق روی بیماری های قلبی عروقی مورد استفاده قرار می گیرد. برای این تحقیق سکته قلبی را روی موش انجام دادند و بعد به موش MIS-1436 تزریق کردند هر سه روز یک بار تزریق در طول چهار هفته. و بعد مشاهده کردند که قدرت تلمبه قلبی بیش از دو برابر افزایش پیدا کرد و مقدار ضایعه مرگ سلولی روی قلب به میزان ۵۰درصد کمتر شد و سلول های عضله قلب در محل ضایعه ۶۰۰درصد افزایش یافتند. MIS-1436 ملکول کوچکی است که این اثرات شگرف را دارد.

سه دانشمند مورد بحث بعدا شروع به آزمایش ترکیب روی موش برای بیماری دیگری کردند و روی بیماری Duchenne (دوشن) که بیماری تحلیل عضلات است و برعکس حمله قلبی که سریع اتفاق می افتد، تحلیل رفتن عضلات بسیار کند پیش می رود، شروع به آزمایش کردند. MIS-1436 به اندازه کافی بازسازی سلولی را تسریع می کند و عضلات اسکلتی و قلب را در برابر از بین رفتن و تحلیل رفتن حفظ می کند. البته این بیماری را متوقف نمی کند، اما می تواند تأثیر بیماری را کاهش دهد.

اگر MIS-1436 آن طور که روی موش و زبرافیش موثر است در انسان هم در مورد کند کردن سیر بیماری دوشن موثر باشد، نعمت بسیار بزرگی است،  گونه های حیوانی نظیر موش و زبرافیش تقریبا ۴۵۰ میلیون سال است که تکامل یافته اند، علت این که MIS-1436 روی چنین موجوداتی اثر می کند این است که ساختمان آنها بسیار شبیه سلول های هدف است. امتحان داروی آمینوسترول مناسب برای استفاده روی جمعیت های گوناگون و متغیر انسانی با آن چه روی حیوانات انجام شده متفاوت است، ظرفیت و امکان شکست آزمایشات بالینی روی انسان بالا است، ولی دلایل بسیاری وجود دارد که در مورد MIS-1436 خوش بین باشیم.

قدم های اولیه در راه امتحان آن روی انسان برداشته شده است و “انستیتوی ملی سلامت”، بررسی روی خوک را آغاز کرده است. قلب خوک شدیدا به قلب انسان شباهت دارد و اندازه بدن حیوان اجازه می دهد سکته قلبی انسان را روی خوک تقلید کنیم و اگر درمان را فوری و در مرحله اول بیماری شروع کنیم، نتیجه بهتری دارد.

اگر بررسی روی خوک نتیجه مثبت داشته باشد می توانند از FDA اجازه بگیرند آزمایشات بالینی روی انسان را شروع کنند. دانشمندان توجه دارند که یک داروی بازسازی کننده سلول ها آن است که رشد بافت را سرعت ببخشد و محل صدمه دیده را ترمیم کند، اما این عمل از کنترل خارج نشود و به آشفتگی و تهاجم بی رویه سلول های جدید منجر نشود که اگر این کنترل در کار نباشد اثر دارو منجر به ایجاد سرطان خواهد شد. محققان در آزمایشات خود روی داروهای تسریع کننده ترمیم بافت آسیب دیده با دقت به این اصل توجه دارند و سلول ها را از نظر سرطانی بودن زیر دید خود دارند.

دانشمندان گروه سه نفری این بحث باور دارند اثر سو MIS-1436 بسیار کمتر است و به ندرت ممکن است که به سرطان منجر شود. این موضوع روی درمان چاقی و دیابت، به اثبات رسیده و در درمان این دو عارضه سلول سرطانی مشاهده نشده است و FDA بی خطر بودن  MIS-1436 را تأیید کرده است. محدودیت حضورPTP1B نیز به نظر می رسد بدون خطر باشد. نقش ژن در این زمینه اولین بار در سال ۱۹۹۹ روی موش بررسی شد و به طور گسترده نشان داده شد هیچ علامتی از رشد تومور دیده نشده و ثابت شد که حتی بازدارندگی PTP1B در دراز مدت هم منجر به سرطان نمی شود. به علاوه مصرف MIS-1436  برای تحریک بازسازی بافت فقط چند هفته یا چند ماه بیشتر طول نمی کشد.

تجربیات دانشمندان گروه سه نفری روشن کرده که MIS-1436  فقط در محل ضایعه عمل می کند و به سلول های نرمال و سالم نفوذ نمی کند و به آنها لطمه ای وارد نمی کند. در آزمایشاتی که روی موش و زبرافیش انجام شد در محل ضایعه و سلول های سالم دوردست رشد ناهنجار سلولی مشاهده نشد. گروه سه نفره روی جنین زبرافیش هم امتحان کردند و صدمه ای در کار نبود. آنها فقط می خواستند با تحریک به وسیله MIS-1436  فاصله زمانی بین مرحله اولیه جنین و مرحله ی نزدیک نوزادی را کوتاه کنند.  MIS-1436 را به داخل جنین تزریق کردند و مشاهده کردند که جنین به سرعت به حیوان کامل تبدیل شد. می دانیم که تبدیل یک سلول جنینی به حیوان کامل شامل مراحل بسیار پیچیده ی اختصاصی شدن سلول های بنیادی و اولیه و ساختن هر بافت و هر اندام می باشد که MIS-1436 توانست تمامی این مراحل را با سرعت و بدون عیب و اشکال و دور از هر گونه ناهنجاری پیش ببرد. بررسی روی جنین اطمینان می دهد که گروه مجددا اطمینان بدهند که MIS-1436  هیچگونه خطری ندارد. از آن جایی که MIS-1436  منشاء حیوانی دارد و از پوست کوسه کوچک تهیه شده است روی حیوانات اثر بهتری دارد زیرا که از مهندسی ژنتیکی به دست نیامده است و مصنوعا در آزمایشگاه تهیه نشده و حاصل رشد سلولی روی پتری دیش در یک مرکز پزشکی نیست و در یک کمپانی داروئی از ده ها هزار ماده شیمیایی صنعتی ساخته نشده است.

گروه سه نفره می گویند یافته های ما نتیجه درس هایی است که روی دلفین، کوسه و زبرافیش یاد گرفته ایم. انستیتوی ما از یک ایستگاه دریایی تحقیقاتی شروع شده است که در ساحل میامی قرار داشته و ما امتیازات آموخته های حیاتی خود را در MDIBI پایه گذاری کردیم.

در سال ۱۸۹۸ زیست شناسان خواستند یک ارتباط نزدیک با دنیای طبیعی برقرار کنند و از منابع طبیعی و نزدیک ساختمان بدن موجودات زنده استفاده کنند که نظر آنها بسیار منطقی و جالب توجه بود و طب بازسازی سلول، بافت و اندام حاصل تحقیقات آنهاست، ولی با کمال تأسف چیزی را که درصد توسعه آن بودند، آن طور که باید و شاید توسط گروه های تحقیق پزشکی بزرگتر مورد استقبال قرار نگرفت و طرح آنها خیلی کامل تداوم پیدا نکرد، اما کمپانی های داروسازی توسعه پیدا کردند و ساخت داروهای شیمیایی را گسترده تر کردند.

Alejandro Sanchez Alvarado زیست شناسی از انستیتوی تحقیقات پزشکی Stowers که در تحقیقات گروه سه نفره Yin-Strange- Zasloff شرکت نداشته می گوید: MIS-1436 ماحصل و دست آورد یک تحقیق عظیم است و اتفاق بزرگی بود که روی داد و این گروه سه نفری به تحقیق در کشف و شناخت داروهایی با منشاء کاملا حیاتی، طبیعی و زنده روی آوردند و طب درمانی حیاتی را وارد پزشکی کردند و از این راه به حل مشکل انسان و حیوانات پاسخ بسیار شیرین و با اهمیتی دادند.

با درود به گروه سه نفره و قدرشناسی از زحماتی که در این راه کشیدند. به امید روزی که انسان هم از نتیجه تحقیقات آنها به طور کامل بهره مند شود و ترمیم و بازسازی صدمات به صورت بسیار سریع عملی شود و داروی کشف شده آنها در درمان بیماری هایی نظیر سکته قلبی، دوشن، دیابت و آثار سوء دیابت، چاقی و بسیاری بیماری های دیگر به کار رود، در آرزوی هرچه زودتر رسیدن آن روز.