سلول های بنیادی خون بند ناف و درمان سندروم هیپوپلازی (HLHS)

آیا سلول های بنیادی خون بند ناف می توانند به درمان سندروم هیپوپلازی (HLHS) کمک کنند؟

HLHS چیست؟ سندرم قلب چپ هیپوپلاستیک (یا در اصطلاح HLHS) یک شکل شدید از بیماری مادرزادی قلبی است که 9 درصد از کودکان متولد شده با ناهنجاری های مادرزادی قلبی را درگیر می کند (از هر 1000 کودک 1 نفر را مبتلا می کند). در این بیماری، سمت چپ قلب به طور کامل توسعه نیافته یا در برخی موارد وجود ندارد. این مسئله یک فشار اضافی را به سمت راست قلب وارد می کند که نتیجه آن تحلیل تدریجی بطن راست در نتیجه عملکرد بیش از حد طبیعی آن است. میزان مرگ و میر در بیماران مبتلا به HLHS که تحت عمل جراحی اصلاحی قرار نمی گیرند، بسیار بالاست. جراحی در سه نوبت انجام می شود: یکی در هنگام تولد، دیگری در حدود 3-6 ماهگی و دیگری در سن 18 تا 30 ماهگی. حتی در صورتی که چنین بیمارانی تحت درمان HLHS قرار بگیرند، عوارض ممکن است در طول زندگی بیمار باقی بماند و حتی پس از انجام موفقیت آمیز جراحی، افزایش حجم کاری بر روی بطن راست، خطر اختلال عملکرد بطنی و نارسایی طولانی مدت قلبی افزایش چشمگیری نشان دهد. علت این بیماری مشخص نیست و می تواند در نوزادان طبیعی و فاقد هرگونه سابقه خانوادگی مشکلات قلبی نیز رخ دهد. به دلیل عوارض ناشی از جراحی و فرآیند سخت و پرهزینه آن، بسیاری از والدینی که این مشکل در جنین آن ها تشخیص داده می شود، تصمیم به خاتمه بارداری و سقط جنین می گیرند. اما امروزه پتانسیل درمانی سلول های بنیادی خون بند ناف و HLHS از موضوعاتی هستند که بیش از پیش مورد توجه محققان قرار گرفته اند. در این مطلب قصد داریم که به توضیح پتانسیل درمانی انواع سلول های بنیادی (خصوصاً سلول های بنیادی خون بند ناف) و کاربرد آن در درمان HLHS بپردازیم.

درمان HLHS با استفاده از سلول های بنیادی

اگرچه جراحی قلب و پیوند قلب ممکن است به عنوان یک روش درمانی پذیرفته شده برای حل مشکل HLHS مورد استفاده قرار گیرد، اما امروزه درمان های مبتنی بر استفاده از سلول های بنیادی نیز به عنوان درمان های کمتر تهاجمی با ثبات بیشتر و عوارض کمتر نیز به عنوان یکی از گزینه های درمانی ارائه شده است. مطالعات جدید در حوزه سلول های بنیادی نشان داده است که این سلول ها می توانند برای کمک به جایگزینی بافت و دریچه های آسیب دیده قلب و ایجاد عروق جدید برای تامین خون مورد استفاده قرار گیرند. همچنین می توان از سلول های بنیادی برای ساختن یک بافت قلبی کاملاً جدید استفاده کرد.

با توجه به تحقیقات اولیه و نتایج مثبت درمان با سلول های بنیادی که در مدل های حیوانی مشاهده شده است، سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) درمان با سلول های بنیادی را برای بیماری های مرتبط با قلب در افراد تایید کرده است و درمان های مبتنی بر سلول‌های بنیادی در بیماران بزرگسال مبتلا به کاردیومیوپاتی گشاد شده ایسکمیک و غیرایسکمیک امیدوارکننده بوده است. علاوه بر این، مقاله ای که در مجله انجمن قلب آمریکا منتشر شد نشان داده است که استفاده درمانی از سلول های بنیادی پتانسیل معکوس کردن آسیب میوکارد و بهبود عملکرد قلب را دارد. همچنین در ادامه بیان می‌کند که در دو دهه گذشته، بیش از 200 آزمایش بالینی برای آزمایش ایمنی و امکان‌سنجی استفاده از سلول‌های بنیادی در بیماری‌های مختلف قلبی و عروقی انجام شده است و نشان داده است که اکثر انواع این سلول‌ها ایمن و مؤثر هستند.

اگرچه مطالعات بسیار زیادی در خصوص کاربرد سلول های بنیادی در درمان بیماری های قلبی و نارسایی قلبی در بزرگسالان انجام گرفته است، اما در مورد سنجش امکان انجام این درمان و ایمنی آن در کودکان مبتلا به بیماری مادرزادی قلبی مطالعات بسیار کمتری انجام شده است. در برخی از مطالعات، یک پروتکل کارآزمایی بالینی مبتنی بر سلول پیوند اتولوگ برای نوزادان مبتلا به HLHS ایجاد شده است که با هدف به حداقل رساندن خطرات بالقوه مرتبط با منابع سلولی آلوژنیک و به حداکثر رساندن امکان جمع آوری سلول های اتولوگ همراه با یک فرآیند تولید مقرون به صرفه انجام گرفته است. برخی از این مطالعات به ارزیابی ایمنی و امکان‌سنجی تزریق مستقیم داخل عضلانی سلول‌های تک هسته‌ای اتولوگ مشتق از خون بند ناف نوزاد (UCB-MNC) در نوزادان مبتلا به HLHS همزمان با انجام مرحله دوم جراحی پرداخته اند.

پتانسیل سلول های بنیادی خون بند ناف

در سال 2015، یک کارآزمایی بالینی در زمینه استفاده از سلول های بنیادی خون بند ناف اتولوگ مربوط به ده نوزاد که قبل از تولد ابتلا به سندرم قلب چپ هیپوپلاستیک در آن ها تشخیص داده شده بود، انجام گرفت. نتایج این مطالعه بر بررسی میزان ایمنی و امکان استفاده از سلول‌های بنیادی خون بند ناف نوزاد برای تقویت عضله قلب وی متمرکز بود. در طی این آزمایش، 35 میلی لیتر خون بندناف نوزاد در زمان زایمان جمع آوری شده و سلول های بنیادی آن استخراج شد. این سلول های بنیادی مشتق از خون بند ناف در زمان جراحی دوم نوزاد به عضله قلب وی تزریق شد. پس از این تزریق، هیچ گزارشی مبنی بر بروز مشکلات ایمنی زایی پس از شش ماه پیگیری نوزادان مشاهده نشد. 

مشکلی که در این خصوص وجود دارد این است که کودکان مبتلا به HLHS نه تنها به راهکارهای درمانی برای اصلاح عملکرد سمت چپ قلب نیاز دارند، بلکه استراتژی‌های درمانی بیشتری برای تقویت بطن راست برای تحمل فشار مضاعف طولانی‌مدت نیز مورد نیاز است. یکی از روش هایی که برای حل این مشکل پیشنهاد شده است، تزریق سلول های بنیادی خون بند ناف به هر دو سمت چپ و راست قلب است. در مطالعاتی که در این زمینه انجام گرفته است، تزریق مستقیم سلول های بنیادی اتولوگ به میوکارد بطن راست در حین مرحله دوم جراحی در بیماران HLHS یک روش ترمیمی عملی و مقرون‌به‌صرفه برای بیماران مبتلا به بیماری‌های قلبی مادرزادی کودکان است. علاوه براین، در این روش از سلول های بنیادی کودک برای درمان خودش استفاده می شود که عواقب طولانی مدت غیرمستند و ناشناخته پیوندهای آلوژنیک در جمعیت کودکانی که در معرض خطر بالای نیاز به پیوند قلب هستند، را تا حد زیادی کاهش می دهد. 

سلول‌های بنیادی مشتق از خون بند ناف نوزاد با تکیه بر شواهدی که نشان می دهد این سلول ها توانایی تمایز به انواع سلول‌های تخصصی و بهبود عملکرد قلب در سیستم‌های مدل حیوانی مبتل به انفارکتوس بطن چپ را دارند نیز در پزشکی بازساختی مورد توجه قرار گرفته‌اند. تزریق این سلول های بنیادی به بطن راست با کاهش فشار بیش از حد در مدل‌های حیوانی کوچک و بزرگ، بهبود ساختار و عملکرد قلبی، معکوس کردن پروفایل‌های بیان ژن بیماری زا و جلوگیری از تخریب بافتی همراه بوده است. نتایج این مطالعات نشان داده است که تزریق سلول های بنیادی می تواند منجر به بازسازی بافت با رگزایی در بطن راست و تکثیر انواع سلول های قلبی، بازسازی مجدد بافت های تخریب شده و ترمیم بافتی، و بهبود انقباض و عملکرد قلب است. 

مطالعات دیگری نیز در حوزه استفاده از سلول های بنیادی در ترمیم مشکلات و نارسایی های قلبی انجام گرفته است. در یکی از این مطالعات، سلول های بنیادی به جای تزریق در داخل قلب، به داخل جریان خون موجود در عروق کرونری تزریق شدند. این سلول ها از نوع سلول‌های بنیادی مشتق از مغز استخوان بودند که در 9 کودک مبتلا به نارسایی قلبی پیشرفته مورد استفاده قرار گرفتند و بیش از نیمی از آن ها از نظر بالینی بهبود یافتند. در برخی مطالعات از این روش برای درمان کودکان مبتلا به HLHS نیز استفاده شده است. مقایسه این کودکان با سایر شرکت‌کنندگان که فقط یک روش جراحی استاندارد دریافت کرده بوند، نشان داد که تزریق سلول های بنیادی به جریان خون کرونری این افراد باعث بهبود عملکرد قلب (با کاهش حجم بطنی و فیبروز)، اصلاح وضعیت نارسایی قلبی، رشد جسمانی و کیفیت زندگی مرتبط با سلامت از شروع مطالعه تا تجزیه و تحلیل نتایج در نقطه پایانی 3 و 12 ماهه شده است. 

پیگیری های بعدی که بر روی این بیماران انجام گرفت نشان دهنده ایمنی هر دو روش تزریق اتولوگ داخل عضلانی و داخل عروق کرونری در بیماران HLHS بوده است (شکل 4). ارزیابی کمی عملکرد بطن راست توسط اکوکاردیوگرافی در این گروه هیچ تفاوت آماری را از ابتدای شروع تا پیگیری 6 ماهه نشان نداد و نشان می‌دهد که عملکرد طبیعی قلب در گروهی که سلول های بنیادی را دریافت می‌کنند به خطر نمی‌افتد. علاوه بر این، در این بیماران، عملکرد قلبی در این مطالعه کاملا حفظ شده است. 

نتایج کارآزمایی های بالینی فاز 1 که در آن تزریق سلول های بنیادی اتولوگ در میوکارد یا عروق کرونری در سمت راست و چپ قلب یا هر دو آن ها در طول مرحله دوم جراحی انجام شده است، فاقد نگرانی‌های عمده ایمنی بود و امید است که طی سال های آینده و با پیشرفت های بیشتر در زمینه سلول های بنیادی امکان انجام فازهای بالینی پیشرفته تر فراهم آمده و این شیوه وارد فازهای درمانی شود. در این بین، جمع‌آوری و پردازش سلول های بنیادی بیشتر با جمع‌آوری بیش از 35 میلی‌لیتر خون بند ناف می تواند کمک بیشتری به موفقیت بیشتر این پروژه شود. پتانسیل درمانی خون بند ناف همچنان در حال رشد است و کشف هر روزه قابلیت های بیشتر این سلول جادویی منجر به فراهم آمدن امکان استفاده بیشتر در آن شده است. مانند تمام پیشرفت‌های پزشکی، اکتشافات حاصل تلاش محققان و زمان اختصاص داده شده به این موضوع است؛ بنابراین مطالعات تکمیلی که در آینده انجام می شود، مشخص خواهد کرد که آیا سلول های بنیادی می توانند در درمان این بیماران و سایر بیماران مبتلا به بیماری های صعب العلاج گام موثری داشته باشند یا خیر.