آشنایی به یک فعالیت مهم در جهاد دانشگاهی علوم پزشکی تهران / قطب تحقیقات بنیادی اپتوژنیک کجاست؟

دکتر هدی کشمیری *

پژوهشکده ترمیم زخم و بافت (یارا)  سازمان جهاددانشگاهی علوم پزشکی تهران با حمایت دفتر مرکزی جهاد دانشگاهی موفق شد به عنوان یکی از مراکز علمی پیشرو در کشور در زمینه اپتوژنتیک باشد، این پژوهشکده به عنوان قطب تحقیقات بنیادی اپتوژنتیک، توانسته‌ است به موفقیت‌هایی در این حوزه دست پیدا کند.

تکنیک اپتوژنتیک به عنوان روش تلفیقی از علم اپتیک و ژن درمانی است که امکان مطالعه و کنترل عملکرد سلول‌های خاص در بافت‌های زنده را فراهم می‌کند، از مزیت های این روش نسبت به روش های دیگر، برخورداری از سرعت، دقت بالاتر و آسیب رسانی کمتر است.

گروهی از پژوهشگران پژوهشکده ترمیم زخم و بافت یارا سازمان جهاد دانشگاهی علوم پزشکی تهران در سال ۲۰۱۹ با حمایت دفتر مرکزی جهاد دانشگاهی موفق به بومی سازی اپتوژنتیک قلبی در کشور شدند.

این محققان توانستند با استفاده از امواج نور فعالیت الکتریکی سلولهای قلب را در محیط کشت کنترل کنند. یافته های این مطالعه در سال ۲۰۱۹ در نشریه Biofactors انتشارات Wiley به چاپ رسید.

در ادامه محققان این پژوهشکده توانستند با بهره گیری از فناوری اپتوژنتیک سلولهای بنیادی مزانشیمی را به اسستئوسیت (سلول استخوانی) تمایز دهند.

این تیم تحقیقاتی براین باورند که با بیان پروتئین حساس به نور در سلول های بنیادی و عبور یون ها با تحرک نوری، مکانیسم های تمایزی سلول های بنیادی به انواع گوناگون بافت ها را می توان کنترل کرد، آن ها امید دارند در آینده نزدیک امکان کنترل تمایز سلولهای بنیادی به انواع گوناگون از اندام ها امکان پذیر شود.

این تکنیک با استفاده از ابزار ژنتیکی باعث بیان پروتئین های حساس به نور در سطح سلول هدف می شود که با تحریک نوری امکان تغییر فرایندهای سلولی از جمله تغییر اختلاف پتانسیل غشا و به دنبال آن تمایز سلول را منجر می شود.

یافته های حاصل از این پژوهش که نتیجه ی طرح تحقیقاتی نیماد با کد grant No.988136 است در در مجله‌ی Journal of Medical and Biological Engineering در اتشارات Springer به چاپ رسیده است.

از آنجاییکه یکی از مهمترین و شاخص ترین کاربردهای اپتوژنتیک، بازیابی بینایی می باشد چرا که چشم دسترسی مستقیم نوری به شبکیه برای تحریک را فراهم می کند، این تیم تحقیقاتی در حال حاضر با همکاری معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری و مرکز تحقیقات چشم بیمارستان فارابی پروژه پیش بالینی “بررسی تجربی اپتوژنتیک تراپی در بازیابی بینایی” را با هدف ارائه‌ی راهکارهایی برای درمان اختلالات شبکیه از جمله رتینیت پیگمنتوزا، را استارت زده است. در این پژوهش تلاش می شود تا با استفاده از بیان یک پروتئین حساس به نور ChrimsonR در سلول های عصبی چشمی، بهبود بینایی حاصل شود.

بیماری های ارثی شبکه شایع ترین علل نابینایی در کشور های توسعه یافته است که از جمله آنها، بیماری رتینیت پیگمنتوزا به عنوان یک اختلالات ارثی شبکه، با از دست دادن فعالیت گیرنده های نوری منجر به کوری بیماران می شود.

راه های درمانی متعددی در این زمینه ارائه شده که اپتوژنتیک به عنوان تکنیک غیر تهاجمی به همراه پروتئین های حساس به نور از جمله اپسین ها، توانایی اصلاح ژنتیکی این دسته از بیماری هارا با استفاده از نور را فراهم می سازد.

با توجه به شفاف بودن چشم، تحریکات نوری سلولهای عصبی و گیرنده های نوری چشم و تغییر عملکرد آن ها از طریق دپولاریزاسیون غشا سلول هدف، میتواند روشی موثرتر و به صرفه تر نسبت به سایر روشهای درمانی باشد.

از اپتوژنتیک نه تنها برای درمان بیماری‌‌‌های مربوط به انحطاط گیرنده ‌‌های نوری مانند رتینیت پیگمانتوزا بلکه در درمان دژنراسیون ماکولا وابسته به سن نیز استفاده کرد،  بنابراین تحریک اپتوژنتیکی سلول‌‌‌های مهندسی شده یک رویکرد درمانی بالقوه برای اختلالات دژنراتیو شبکیه است که محققان این پژوهشکده گام های ارزنده ای در زمینه بکارگیری یکی از مطرح ترین متدهای درمانی در علوم پزشکی به ویژه در زمینه‌ی علوم اعصاب و بینایی برداشته است.

عضو هیات علمی پژوهشکده زخم و ترمیم بافت (یارا)*