نقش سلول‌های بنیادی مزانشیمی بافت بند ناف در درمان آلزایمر

آلزایمر یک بیماری نورودژنراتیو[1] پیشرونده است که در نهایت منجر به زوال عقل می‌شود. بر اساس آمار جهانی تعداد افراد مبتلا به آلزایمر در سراسر دنیا تا سال 2015، 46 میلیون و 800 هزار نفر بوده‌اند و تخمین زده می‌شود این تعداد تا سال 2050 تقریباً سه برابر شود. بر اساس گزارش انجمن آلزایمر در هر 66 ثانیه یک نفر در ایالت متحده آمریکا به آلزایمر مبتلا می‌شود. این بیماری بیشتر در سنین بالای 65 سالگی  بروز می‌کند و برخی از علائم آن شامل کاهش حافظه و اختلالات رفتاری و شناختی می‌باشد.

بیماری آلزایمر ناشی از تجمع تدریجی پلاک‌های بتا آمیلوئیدی (Aβ)[2] در خارج از نورون‌های عصبی[3] مغز، رشته‌های پیچ‌خورده و درهم تنیده پروتئین‌های تاو در نورون‌ها، آپوپتوز[4] سلول‌های عصبی و از اختلال عملکرد سیناپس[5] است (شکل 1). بنابراین هدف از درمان این بیماری بهبود و تعدیل این عوامل می‌باشد.

شکل 1

تاکنون درمان قطعی برای این اختلال شناخته نشده است، اما استفاده از ‌سلول‌های بنیادی روش جدیدی برای درمان آلزایمر است و مطالعات تجربی و آزمایشات بالینی متعددی در مورد پیوند سلول‌های بنیادی مزانشیمی بافت بند ناف (HUC-MSC) همراه با نتایج رضایت بخش انجام شده است.

همان‌طور که اشاره شد یكی از اصلی­ترین نشانه‌های آسیب شناختی آلزایمر رسوب پلاك Aβ خارج سلولی در مغز است. تقريباً در تمام مطالعاتي كه HUC-MSCs را به مدل­هاي حيواني پيوند داده­اند، كاهش پلاک‌های Aβ مشاهده شد.

زی و همکاران در سال 2016 اثر سلول‌های بنیادی مزانشیمی ژل وارتون (WJ-MSCs) در درمان آلزایمر را بررسی کردند و گزارش دادند که پیوند WJ-MSCs رسوب Aβ ، Aβ40 و Aβ42 را به طور چشمگیری در قشر مغزی[6] و هیپوکامپ[7] موش‌ها کاهش می‌دهد.

  در سال 2013، یانگ و همکارانش نشان دادند که پیوند HUC-MSCs باعث کاهش قابل توجهی در رسوب Aβ و سطح Aβ محلول در موش های مبتلا به آلزایمر می‌شود.

در یک مطالعه دیگر در سال 2018  لی و همکاران نشان دادند که اتوفاژی[8] نقش مهمی در تخریب پروتئین پیشرو آمیلوئید و پرسنیلین[9] دارد. این پروتئین‌ها برای تولید Aβ ضروری هستند. در موش‌های تحت درمان مطالعات نشان داده‌اند که با تزریق HUC-MSC، كاهش در سطوح پروتئین پیشرو آمیلوئید، پرسنیلین و Aβ مشاهده شد، اما با مهار اتوفاژی در حیوانات تحت درمان، این فرایند متوقف شد.

با این­حال، در سال 2017 سی و همکاران تفاوت معنی داری در سطح Aβ بین گروه‌های تحت درمان و کنترل موش مشاهده نکردند. آن‌ها اظهار داشتند كه پیوند HUC-MSCs بیان فاكتورهای تخریب کننده یا تولید كننده Aβ را تنظیم نمی‌كند و بهبود شناختی ممكن است ناشی از سایر مسیرهای تنظیمی مانند كاهش ماركرهای استرس اكسیداتیو[10] و نوروژنز[11] در بیماران پیوند شده باشد.

نکته قابل توجه دیگر در بیماری آلزایمر وجود التهاب است که در نتیجه افزایش سطوح Aβ به وجود می‌آید. زی و همکارانش در سال 2016 نشان دادند که با توجه به خاصیت ضدالتهابی سلول‌های بنیاد مزانشیمی، پیوند HUC-MSCs باعث کاهش التهاب در بیماران مبتلا به آلزایمر می‌شود.

از عوامل دیگر مؤثر در بیماری آلزایمر، آپوپتوز سلولی و اختلال عملکرد سیناپسی است. پیوند HUC-MSCs آپوپتوز سلولی را کاهش می‌‍دهد و به طور مؤثری در بهبود عملکرد سیناپسی نقش دارد.

با توجه به نتایج رضایت بخش حاصل مطالعات انجام شده در زمینه بررسی تأثیر سلول‌های بنیادی مزانشیمی بافت بند ناف، امید است بتوان در آینده نزدیک از این منبع با ارزش سلولی در درمان بیماران مبتلا به آلزایمر استفاده کرد.

واحد تضمین کیفیت بانک خون بندناف رویان /.

منابع

1. Xu ZH, NanWB, Zhang XY et al. Umbilical cord mesenchymal stem cells conditioned medium promotes A beta 25–35 phagocytosis by

modulating autophagy and A beta-degrading enzymes in BV2 cells. J. Mol. Neurosci. 65(2), 222–233 (2018).

2. Alzheimer’s Association. 2016 Alzheimer’s disease facts and figures. Alzheimer’s Dement. 12(4), 459–509 (2016).

3. Alzheimer’s Association. 2018 Alzheimer’s disease facts and figures. Alzheimer’s Dement. 14(3), 367–429 (2018).

4. Cui YB, Ma SS, Zhang CY et al. Human umbilical cord mesenchymal stem cells transplantation improves cognitive function in

Alzheimer’s disease mice by decreasing oxidative stress and promoting hippocampal neurogenesis. Behav. Brain Res. 320, 291–301 (2017).

5. Li W, Li K, Gao J, Yang Z. Autophagy is required for human umbilical cord mesenchymal stem cells to improve spatial working memory

in APP/PS1 transgenic mouse model. Stem Cell. Res. Ther. 9, 16 (2018).

6. Calderon-Garciduenas AL, Duyckaerts C. Alzheimer disease. Handb. Clin. Neurol. 145, 325–337 (2017).

7. Lee NK, Yang J, Chang EH et al. Intra-arterially delivered mesenchymal stem cells are not detected in the brain parenchyma in an

Alzheimer’s disease mouse model. PLoS ONE 11(5), 13 (2016).

8. Xie ZH, Liu Z, Zhang XR et al. Wharton’s Jelly-derived mesenchymal stem cells alleviate memory deficits and reduce amyloid-beta

deposition in an APP/PS1 transgenic mouse model. Clin. Exp. Med. 16(1), 89–98 (2016).

9. Yang H, Xie Z, Wei L et al. Human umbilical cord mesenchymal stem cell-derived neuron-like cells rescue memory deficits and reduce

amyloid-beta deposition in an AbetaPP/PS1 transgenic mouse model. Stem Cell. Res. Ther. 4(4), 76 (2013).

10. Heneka MT, Carson MJ, El Khoury J et al. Neuroinflammation in Alzheimer’s disease. Lancet Neurol. 14(4), 388–405 (2015).

11. Yang HN, Yang H, Xie ZH, Wei LF, Bi JZ. Systemic transplantation of human umbilical cord derived mesenchymal stem cells-educated

T regulatory cells improved the impaired cognition in A beta PPswe/PS1dE9 transgenic mice. PLoS ONE 8(7), 10 (2013).

12. Wang XX, Ma SS, Yang B et al. Resveratrol promotes hUC-MSCs engraftment and neural repair in a mouse model of Alzheimer’s

disease. Behav. Brain Res. 339, 297–304 (2018).

13. Sun FX, Wang M, Xu YL, Lin LX, Xu SM. The combined effects of beta-sheet breaker and hUCMSC on APP transgenic mice.

Zhongguo Ying Yong Sheng Li Xue Za Zhi 29(3), 239–244 (2013).

14. Zhang T, Wang P, Liu Y et al. Overexpression of FOXQ1 enhances anti-senescence and migration effects of human umbilical cord

mesenchymal stem cells in vitro and in vivo. Cell Tissue Res. 373(2), 379–393 (2018).

15. Ding M, Shen Y, Wang P et al. Exosomes isolated from human umbilical cord mesenchymal stem cells alleviate neuroinflammation and

reduce amyloid-beta deposition by modulating microglial activation in Alzheimer’s disease. Neurochem. Res. 43(11), 2165–2177 (2018).

16. Reyhani S, Abbaspanah B, Mousavi SH. Umbilical cord-derived mesenchymal stem cells in neurodegenerative disorders: from literature to clinical practice. Regenerative Medicine. 2020 May(0).