بيماري آميوتروفيك لترال اسكلروز(amyotrophic lateral sclerosis) بيماري ALS يا بيماري نورون محركه (Motor Neuron Disease; MND) بخشي از مغز، نخاع و سيستم عصبي فرد را مورد حمله قرار داده و بتدريج اعصاب حركتي بدن را از بين مي‌برد و با تضعيف ماهيچه‌ها بتدريج فرد به فلج عمومي مبتلا مي‌شود و اغلب در سنين 40 سالگي به بعد ظاهر مي شود. ندرتاً در جوانان و بعضا بطور ارثي (۵-۱۰ درصد موارد) پديد مي آيد. شيوع آن در تمام دنيا تقريبا يكسان است و در حدود يك تا دو درصدهزار مي باشد. اين بيماري در واقع نخاع را درگير ميكند. ببيماران مبتلا به اين بيماري معمولا دچار ناتواني‌هاي حركتي شده و ۳ تا ۵ سال پس از ابتلا به اين بيماري جان خود را از دست مي‌دهند. اگر چه ۲۰ درصد اين بيماران تا ۵ سال و ۱۰ درصد آنها تا ۱۰ سال زنده خواهند ماند. در اين بيماري دستگاه عصبي مركزي و عضلات بويژه عضلات دست، پا، ساعد، سر و گردن به شدت صدمه مي‌بينند در اين بيماري به طور پيشرونده نخاع از قسمتهاي پايين تا بالا درگير ميشود و حتي به مراكز تنفسي در قسمتهاي فوقاني نخاع و بصل النخاع رسيده ومراكز تنفس نيز آسيب ميبيند. با پيشرفت بيماري عوارض تنفسي منجر به مرگ بيماران ميشود. در هنگام آسيب عضلات بلع بيماران دچار سوء تغذيه و كم آبي شديد شده در معرض خطر ورود مواد غذايي به درون ريه قرار ميگيرند در نتيجه جهت انتقال مواد غذايي نياز به لوله گذاري پيدا ميكنند. پرش و ضعف عضلات از شايع‌ترين علائم ابتلا به اين بيماري است كه معمولا از دست‌ها شروع شده و به بازوها و پاها گسترش مي‌يابند. پس از گسترش بيماري در بخش‌‌هاي مختلف بدن عضلاتي كه در تنفس و بلع نقش دارند نيز صدمه ديده و دچار ضعف مي‌شوند. همچنين كاهش ناگهاني وزن بدن، عدم توانايي در صحبت كردن و حملات ناگهاني خنده و گريه نيز از ديگر عوارض و نشانه‌هاي اين بيماري هستند. بررسي‌هاي انجام شده توسط محققان و پزشكان نشان مي‌دهد كه معمولا اين گروه از بيماران در توانايي‌هاي ذهني خود با مشكلي مواجه نخواهند شد. اگر چه تحقيقات بسيار زيادي براي آگاهي از علت اصلي ابتلا به اين بيماري انجام شده، اما تاكنون علت دقيق ابتلا به ALS شناخته نشده است. ناتواني حركتي در اين افراد سبب ايجاد زخم‌هايي ناشي از فشارهاي طولاني مدت روي نقاط خاصي از بدن مي‌شود. ابتلا به ذات‌الريه در اثر مشكلات موجود در بلع اين افراد و همچنين تجمع ترشحات در مسيرهاي هوايي از ديگر عوارض جانبي احتمالي در افراد مبتلا به ALS است. اين در حالي است كه تحليل قواي جسماني فرد مي‌‌تواند جنبه‌هاي مختلف زندگي او مانند كار، روابط اجتماعي و… را تحت تاثير پيامدهاي نامطلوب خود قرار دهد. سلول در ماني در دنيا امروزه به عنوان يكي از ابزارهاي كارامد در درمان بيماريهايي كه به نحوي سلولهاي بافت تخريب شده اند يا عملكرد خود را از دست داده اند كاربرد ويژه اي پيدا كرده است. سلول‌هاي پيوندي، بايد داراي مجموعه‌اي از ويژگي ها باشد. اولا به آساني به دست آيد،در محيط كشت به راحتي افزايش يابد، از نظر ايمونولوژي خنثي باشد و يا بافت گيرنده آنرا پس نزندو توانايي بقاي طولاني مدت و سازگاري در بافت ميزبان را داشته باشد. با توجه به ويژگي‌ها، به نظر مي‌رسد بنيادين مغز استخوان، گزينه‌اي مناسب براي تبديل به سلولهاي بنيادي عصبي و پيوند باشد. ديگراينكه به علت سهولت دسترسي به اين سلول‌ها، پيوند اتولوگ آنها امكان پذير ميباشد و استفاده از آنها مسائل اخلاقي مربوط به دست آوردن سلول‌هاي بنيادي عصبي بطور مستقيم از سيستم عصبي و يا استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنيني را به دنبال نداشته باشد. در اين پژوهش سلولهاي مغز استخوان كه همراه با سلولهاي خوني ، پلاسما، چربي و ذرات استخوان هستند از استخوان لگن بيمار جدا شد و پس از خالص سازي بوسيله شيب غلظت فايكل تخليص گرديد. سلولهاي بنيادين مغز استخوان در محيط كشتDMEM/F12 و سرم 10% FBS به درون يك فلاسك 75 سي سي تخليه و در انكوباتور با pH=7.2 ، دماي 37 درجه سانتي گراد و ميزان CO2 5% و شرايط مرطوب براي مدت 48 ساعت نگهداري مي شوند و پس از2 روز اين محيط تعويض مي گردد . بهنگام تعويض محيط، سلولها توسط PBS استريل شسته مي شوند. سپس سلولهاي چسبيده به كف فلاسك به كمك روش آنزيمي، يعني افزودن محلول Accutase از كف فلاسك جدا و پاساژ داده مي شوند و اين كار تا 3 بار پاساژ و هر بار بر اساس پر شدن كف فلاسك ادامه مي يابد .پس از پاساژ سوم سلولهاي استرومايي ظرف كشت بوسيله Accutaseجدا شده و در فلاسك cm275 در محيط DMEM/F12 غني شده با مواد زير كشت داده مي شود:2% B27, 20 ng/ml basic fibroblast growth factor, 20 ng/ml epidermal growth factor, اين مواد و فاكتورهاي رشد براي 3 بار در هفته با محيط عوض ميشود. پس از 7روز ساختارهاي شبيه نوروسفر تشكيل شده ونوروسفر ها پس از جداسازي بوسيله accutase و جداسازي مكانيكي با پيپت پاستور در ظرف كشت حاوي محيط تمايزي كه در آن FBS 5% است ريخته ميشوند.اين سلولها هم اكنون سلولهاي بنيادين عصبي ميباشند كه باروشهاي ايمنو سيتوشيمي و بررسي آنتي باديهاي نستين و نوروفيلامنتهاي 68 و 160 كه شاخص سلولهاي بنيادين عصبي است اين امر تاييد شد. پس از تاييد اينكه سلولهي بدست آمده سلولهاي عصبي بودند شمارش سلولي بوسيله تريپان بلو صورت گرفت و 20 ميليون سلول به بيمار تزريق گرديد.

يكي از بيماريهاي رايج ستون فقرات، فتق ديسك بين مهره اي و فشار آن بر روي نخاع يا ريشه هاي عصبي است. براي ارزيابي عوارض ناشي از فتق ديسك بين مهره اي و يا آسيب هاي استخواني اثرگذار بر قدام نخاع، و نيز انجام مطالعات درماني در اين زمينه، لازمست بتوان اين آسيب را در حيوانات آزمايشگاهي، شبيه سازي كرد. اما ايجاد تعمدي آسيبي كه قسمت قدامي يا قدامي-جانبي نخاع را تحت فشار قرار دهد، كار دشواري است و از مشكلات بزرگ پژوهش در اين عرصه مي باشد. چرا كه دسترسي به اين ناحيه و ايجاد مدلي از آسيب كه در هربار تكرار، نتايج مشابهي به دنبال داشته باشد، بسيار سخت است. با طراحي اين ابزار اختراعي، سعي شده است عمده نقايص موجود رفع گشته و مدلي جديد براي تحقيق در اين زمينه ارائه گردد. ابزار مورد نظر داراي يك بازوي ثابت و يك بازوي متحرك مي باشد. نحوه كار بدين شكل است كه بعد از لامينكتومي (برداشتن بخشي از استخوان) مهره گردني در ستون فقرات، ابزار به آرامي از كنار نخاع به زير آن هدايت مي شود. سپس دو بست طرفين بازوي ثابت توسط دو واير ظريف به زوايد خاري دو مهره بالايي و پاييني، فيكس مي شود. آنگاه با واپيچاندن پيچ ابزار، بازوي متحرك به سمت بازوي ثابت حركت مي كند و در اين فرايند، بخش قدامي و قدامي-جانبي نخاع را (بسته به ميزان واپيچاندن پيچ) فشرده و مصدوم مي كند.

يكي از مواردي كه در زمينه كشت و رشد سلول هاي بنيادي انساني و جانوري امروزه مطرح ميگردد، ايجاد يك محيط شبيه به بدن انسان و جاندار در خارج از بدن براي رشد و تكثير بهتر سلول ها مي باشد.مدتي است كه براي رشدو تمايز سلول ها از طروف و محيط هاي 2 بعدي استفاده ميشود. از آنجايي كه ساختار بافت هاي بدن يك ساختار 3 بعدي ميباشد، رشد و تكثير سلول ها در اين محيط سه بعدي شبيه بدن بسيار بيشتر ميگردد. بدين منظور لازم است كه چنين محيطي در شرايط in vitro استفاده گردد. در اين طرح با استفاده از داربست هاي سه بعدي فيبري، ظروف كشت سلول شبيه ساختار بدن داراي محيط سه بعدي توليد گرديد.از مزاياي اين ظروف ساخته شده مي توان به رشدو تمايز و تكثير بسيار بهتر سلولها، مشخصه يابي آسان سلول ها، استفاده از داربست هاي اين ظروف در مسايل تحقيقاتي و پيوند آنها در موارد كلينيكي و همچنين پوشش دهي ذرات مختلف دارو ها و بيوپليمرها در اين ظروف براي منظورهاي تمايزي و رهاسازي هورمونها و داروها اشاره نمود.

اختراع حاضر با روشي براي تمايز سلول هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوان به سلول هاي رنگدانه دار شبكيه در يك دوره زماني كوتاه و با بازده بالامرتبط است. بطور اختصاصي تر، اختراع حاضر با روشي براي تمايز سلول هاي بنيادي به سلول هاي بنيادي عصبي، سلول هاي پيش ساز رنگدانه دار شبكيه و سلول هاي رنگدانه دار شبكيه در يك محيط كشت متفاوت و مدت زمان متفاوت مرتبط است.

سلول درماني در دنيا امروزه به عنوان يكي از ابزارهاي كارآمد در درمان بيماري هايي كه به نحوي سلول هاي بافت تخريب شده اند يا عملكرد خود را از دست داده اند كاربرد ويژه اي پيدا كرده است. سلول هاي پيوندي، بايد داراي مجموعه اي از ويژگي ها باشد. اولا به آساني به دست آيد. در محيط كشت به راحتي افزايش يابد، از نظر ايمونولوژي خنثي باشد و يا بافت گيرنده آن را پس نزند و توانايي بقاي طولاني مدت و سازگاري در بافت ميزبان را داشته باشد. با توجه به ويژگي ها، به نظر مي رسد BMSCS، گزينه اي مناسب براي تبديل به سلول هاي بنيادي عصبي و پيوند باشد. ديگر اينكه به علت سهولت دسترسي به اين سلول ها، پيوند اتولوگ آنها امكان پذير مي باشد و استفاده از آنها مسائل اخلاقي مربوط به دست آوردن سلول هاي بنيادي عصبي به طور مستقيم از سيستم عصبي و يا استفاده از سلول هاي بنيادي جنيني را به دنبال نداشته باشد. در اين پژوهش سلول هاي مغز استخوان كه همراه با ناخالصي هايي هستند از استخوان فمور و تيبيا رات جدا شد و پس از خالص سازي به وسيله فايكل سلول هاي بنيادين مغز استخوان در محيط كشت DMEM/F12(GIBCO) و سرم نين گاوي 10% FBS به درون يك فلاسك 25 سي سي تخليه در انكوباتور با pH=7.2، دماي 37 درجه سانتي گراد و ميزان 5% CO2 و شرايط مرطوب براي مدت 24 ساعت نگهداري مي شوند و پس از يك روز اين محيط تعويض مي گردد. به هنگام تعويض محيط، سلول ها توسط PBS استريل شسته مي شوند. سپس سلول هاي چسبيده به كف فلاسك به كمك روش آنزيمي، يعني افزودن محلول Accutase از كف فلاسك جدا و پاساژ داده مي شوند و اين كار تا 3 بار پاساژ و هر بار بر اساس پر شدن كف فلاسك ادامه مي يابد. پس از پاساژ سوم سلول هاي استرومايي ظرف كشت بوسيله Accutase جدا شده و در فلاسك 25cm2 در محيط DMEM/F12 غني شده با مواد زير كشت داده مي شود: 20 و 20ng/ml basic fibroblast growth factor و 2%B27 و ng/ml epidermal growth factor. اين مواد و فاكتورهاي رشد براي 3 بار در هفته با محيط عوض مي شود. پس از 7 روز ساختارهاي شبيه نوروسفر تشكيل شده و نوروسفرها پس از جداسازي به وسيله accutase و جداسازي مكانيكي با پيپت پاستور در ظرف كشت حاوي محيط تمايزي كه در آن 5%FBS است ريخته مي شوند. اين سلول ها هم اكنون سلول هاي بنيادين عصبي مي باشند كه با روش هاي ايمنوسيتوشيمي و بررسي آنتي بادي هاي نستين و نوروفيلامنتهاي 68 و 160 كه شاخص سلول هاي بنيادين عصبي است اين امر تاييد شد.