تولید سلول‌های بنیادی در‌ کارخانه سلولی

استفاده از سلول‌های بنیادی برای ایجاد بافت و اندام‌های جدید از زمینه‌های اصلی مطرح در این حوزه است که پیش‌بینی می‌شود به ایجاد تحولات بزرگی در حوزه دانش پزشکی و درمان بیماری‌هایی منجر شود که بشر هنوز به روشی برای درمان آن دست نیافته است. اکنون تولید سلول‌های بنیادی در مرکز سلول درمانی پژوهشگاه رویان در سطح محدودی انجام می‌شود. اما با راه‌اندازی کارخانه تولید سلول، در آینده‌ای نزدیک می‌توان خدمات سلولی مورد نیاز کشور را در سطح گسترده‌تری تامین کرد. با دکتر ناصر اقدمی، رئیس مرکز سلول درمانی رویان درباره آخرین اقدامات انجام شده در حوزه سلول‌درمانی گفت‌وگو کرده‌ایم.

اکنون سلول درمانی در کشور در چه جایگاهی قرار دارد؟

درمان برخی بیماری‌ها به کمک سلول درمانی در بعضی بخش‌ها به آن حد از توانایی رسیده است که به بیماران خدماتی در این زمینه ارائه می‌شود. در بخش ارتوپدی بیماران مبتلا به آرتروز زانو می‌توانند از این خدمات بهره‌مند شوند. در بخش پوست به بیماران مبتلا به ویتیلیگو یا لک و پیس و بیمارانی که به چین و چروک‌های پوستی مبتلا هستند، خدمات سلول درمانی ارائه می‌شود. در بخش قلب از سلول‌های بنیادی برای درمان یا به عبارتی بهبود کیفیت زندگی افرادی که دچار نارسایی قلبی هستند یا مشکل قلبی دارند استفاده می‌شود. در علم پزشکی وقتی می‌خواهید از اصول پایه به کاربرد و مراحل بالینی برسید باید مسیری را پشت سر بگذارید. پس از پشت سر گذاشتن سه مرحله نخست آزمایش‌های بالینی به مرحله چهارم می‌رسید.

در این مرحله ضمن این که از نظر علمی‌به یک دستاورد رسیده‌اید، باید توسعه این دستاورد در ابعاد صنعتی را نیز مورد توجه قرار دهید. به عبارت دیگر باید بتوانید آنچه را در مقیاس آزمایشگاهی تولید کرده‌اید، به مقیاس صنعتی برسانید. گاهی هدف این است که در سطح آزمایشگاهی ماده‌ای را در حد چند گرم تولید کنید. در این صورت تجهیزاتی که در آزمایشگاه در اختیار دارید، برای تولید این ماده کافی است و مشکلی در این زمینه وجود ندارد. اگر بخواهید تولید این ماده را به چند تن افزاش دهید، در این شرایط باید از دستگاه‌های دیگری استفاده کنید و سطح کار شما تغییر می‌کند. برای تشبیه این شرایط می‌توان گفت پرواز با گلایدر شبیه کار در سطح آزمایشگاه است و همین پرواز برای این که در ابعاد صنعتی انجام شود به هواپیما نیاز دارد. در هر دو حالت شما با اصول پرواز آشنایی دارید، اما تبدیل از مقیاس آزمایشگاهی به صنعتی با بحث‌های گسترده‌ای همراه است و به مقدمات و امکانات پیشرفته‌تر و گسترده‌تری نیاز دارد. ما در حوزه سلول درمانی به خدمات رسیده‌ایم و بیمارانی هستند که در مرکز سلول درمانی رویان تحت درمان قرار گرفته یا قرار است در این مرکز درمان شوند. گاهی شرمنده بیماران می‌شویم؛ زیرا در این مرکز برای ارائه خدمات به همه بیماران امکانات کافی نداریم.

کارخانه تولید سلول با چه هدفی راه‌اندازی شده است؟

برای رفع این موانع و محدودیت‌ها باید با یک گروه از مهندسان و گروهی از سرمایه‌گذاران همکاری می‌کردیم تا از این طریق بتوانیم به اطلاعات خوبی از بازار و شرایط اقتصادی دسترسی داشته باشیم. به عبارت دیگر برای این که این علم توسعه پیدا کرده و به مرحله صنعتی‌سازی برسد، به همکاری نیاز داشتیم. در این مرحله دیگر زیست‌شناسی به تنهایی نمی‌توانست گره‌گشا باشد. باید مهندسان و اقتصاددانان به کمک ما می‌آمدند. این فرآیند حدود سه سال به طول انجامید. باید این علم را به یک فرآیند تولیدی تبدیل می‌کردیم. از مهندسانی کمک گرفتیم که با روش‌های خوب ساخت یا GMP آشنایی داشتند؛ مهندسانی که با عملکرد راکتورهای زیستی آشنا بودند. مجموعه اینها به فناوری‌ای منجر شده که اکنون کارخانه تولید سلول را در اختیار داریم. ما این علم را به یک علم نسبتا صنعتی تبدیل کرده‌ایم. دستیابی به این هدف در رویان سه سال به طول انجامید و اکنون در مرحله‌ای هستیم که به جای آزمایشگاه سلولی، یک کارخانه سلولی داریم. دیدگاه‌های مختلفی را در این زمینه ‌ بررسی کرده و از شرکت‌های دارویی که در این زمینه تجربه کافی دارند، کمک گرفته‌ایم. یکی از آنها شرکت دارویی برکت است که در نتیجه ماحصل کار ساخت یک کارخانه سلولی است. هدف این کارخانه تولید سلول در سطح انبوه برای استفاده در بخش‌هایی است که به خدمات رسیده است. با تمام امکاناتی که اکنون در رویان داریم، می‌توانیم حداکثر یک بیمار در روز پذیرش و خدمات درمانی ارائه کنیم. قرار است در فاز اول در این کارخانه ده بیمار در روز پذیرش شود و در فاز بعدی پذیرش بیماران تا صد بیمار در روز افزایش پیدا کند که ظرفیت بسیار خوبی را برای بیماران ایجاد می‌کند. به این ترتیب دیگر شرمنده بیماران نیازمندی نمی‌شویم که برای گرفتن خدمات در نوبت هستند.

وقتی از کارخانه تولید سلول صحبت می‌شود نخستین چیزی که در ذهن نقش می‌بندد این است که قرار است در این کارخانه سلول تولید شود. آیا بسته‌های سلولی تولید شده در این کارخانه برای همه افراد قابل استفاده است‌ یا این که برای هر فرد به طور اختصاصی سلول تولید می‌شود؟

دیدگاه یا روش کار ما در این کارخانه همان روش قبلی است. یعنی از یک فرد نمونه گرفته می‌شود و سلول تولید شده به همان فرد بازگردانده می‌شود. یعنی در این کارخانه برای هر فرد به‌طور اختصاصی سلول تولید می‌کنیم. این‌طور نیست که بخواهیم یک بانک سلولی ایجاد کنیم. با این تفاوت که در این کارخانه فرآیند تولید سلول به روشی سیستماتیک‌تر انجام می‌شود. بیمار می‌تواند به هر بیمارستانی که با این کارخانه تولید سلول قرارداد همکاری دارد، مراجعه کند تا از او نمونه سلولی گرفته شود. این نمونه سلولی از مغز استخوان، پوست یا بافت چربی گرفته می‌شود. در مرحله بعد نمونه گرفته شده به کارخانه ارسال و پس از تولید براساس اسناد و مدارک مشخص و مطابق با استانداردهای معینی به فرد بازگردانده می‌شود. آنچه موجب شده است این مرکز به‌عنوان یک کارخانه سلولی معرفی شود بیش از سخت افزار مبتنی بر نرم‌افزارهایی است که باید از آنها برای تولید سلول استفاده کرد. وقتی قرار باشد در روز یک بیمار پذیرش شود، از بابت این که ممکن است در روند کار بیماران اختلاط یا اختلالی ایجاد شود، هیچ نگرانی وجود ندارد . اما اگر قرار باشد روزی ده بیمار پذیرش شود باید این سیستم را یک ربات کنترل کند. به عبارت دیگر در این شرایط ضرورت دارد این سیستم به روش خودکار کنترل شود. به این ترتیب سلول با شماره مشخصی به بخش‌های مختلف منتقل می‌شود و ورود و خروج این سلول در سیستم کاملا مشخص است. ممکن است گاهی ده تا 20 محصول در روز از کارخانه خارج شود و اگر ناگهان نمونه یک نفر از آنها با فرد دیگری جا به جا شود مشکل بزرگی ایجاد خواهد شد. در کارخانه شرایط متفاوت است و مانند آزمایشگاه نیست که نمونه امروز وارد شود و پس از انجام آزمایش‌های مختلف تا 24 ساعت بعد از آزمایشگاه خارج شود. گاهی ممکن است محصول تولید شده یک ماه در کارخانه در حرکت باشد.

معمولا چه مدت طول می‌کشد ‌محصول مورد نظر به بیمار تحویل داده شود؟

بعد از ارسال نمونه گرفته شده از بیمار حدود یک ماه طول می‌کشد تا سلول مورد نیاز بیمار برای تحویل آماده شود. فرض کنید روزی ده نمونه به کارخانه ارسال شده باشد. اگر در مجموع 25 روز کاری در یک ماه در نظر بگیریم حدود 250 نمونه در قفسه‌های تولید وجود خواهد داشت. نمونه‌ها از مراکز درمانی به کارخانه تولید سلول ارسال می‌شود. به محض پذیرش و ورود نمونه‌ها یک‌سری آزمایش‌های اولیه روی نمونه ارسالی انجام می‌شود تا مطمئن شویم نمونه‌ای که دریافت شده، نمونه کاملا سالمی‌است. بعد وارد مرحله کشت و جداسازی سلول‌های بنیادی می‌شویم. در این مرحله سلول‌ها سه تا چهار بار بررسی می‌شوند تا اطمینان یابیم سلول در مسیر مورد نظر حرکت می‌کند. همه این مراحل به‌طور خودکار کنترل می‌شود تا انسان کمترین دخالت را در این فرآیند داشته باشد. بعد از آن محصول نهایی در اتاق‌هایی که برای پرکردن بسته‌های محتوی نمونه اختصاص داده شده است، وارد می‌شود. ویال‌ها یا ظرف‌های مخصوص جمع‌آوری نمونه پر شده و روی آنها برچسب زده می‌شود تا مشخصات کامل بیمار و بارکد روی این برچسب‌ها ثبت شود. دستورالعمل حاوی اطلاعات مربوط به نحوه استفاده از سلول و همه دستورالعمل‌های مربوط همراه نمونه بسته‌بندی شده به همان بیمارستانی که نمونه را به کارخانه ارسال کرده است فرستاده می‌شود. البته مدت زمان این فرآیند به کاربرد در نظر گرفته شده برای سلول تولید شده بستگی دارد. برای مثال اگر قرار باشد از این سلول‌ها برای درمان بیماری پوستی ویتیلیگو (لک‌های پوستی) استفاده شود، ممکن است این فرآیند فقط 48 ساعت به طول انجامد. اما اگر بخواهند از محصول این کارخانه برای درمان آرتروز استفاده کنند، این فرآیند حدود یک ماه طول خواهد کشید.

چه شرایطی لازم است تا بتوان نمونه ارسالی را به تولید انبوه رساند؟

مهم‌ترین شرایطی که برای این کار در نظر گرفته می‌شود، این است که سلول باید در محیطی ایجاد شود که هیچ ذره یا میکروبی در آن وجود نداشته باشد. سلول‌ها در محیط کشت پرورش داده می‌شود و محیط کشت برای استقرار و تکثیر میکروب‌ها و عوامل بیماری زا محیط مناسبی است. اگر محصولی که به بیمار تزریق می‌شود آلودگی داشته باشد، برای بیمار مشکلات زیادی ایجاد می‌کند. برای مثال اگر سلول آلوده به میکروب به بیماری که به آرتروز مبتلاست تزریق شود ممکن است بیمار دچار بیماری استئومیلیت شود که یک بیماری ناتوان‌کننده است. به عبارت دیگر باید برای تولید سلول از اتاق‌های به اصطلاح تمیز استفاده کرد. در محیط اطراف ما حدود یک میلیون ذره در هر متر مکعب وجود دارد که این ذرات ابعاد بسیار کوچکی دارد. باید تعداد این ذرات را به صد ذره در هر متر مکعب برسانیم. بعلاوه تعداد این ذرات در زیر هودی که ادامه فرآیند تولید سلولی در آنجا انجام می‌شود باید به صفر برسد. رسیدن به این هدف مستلزم بهره گیری از فناروی‌های پیچیده‌ است. در نظر داشته باشید که فقط یک حرکت کوچک از سوی کاربر می‌تواند به تولید هزار تا ده هزار ذره میکروبی منجر شود. بنابراین افرادی که در این کارخانه کار می‌کنند باید با قوانین سختگیرانه کار و تحت کنترل آشنایی داشته باشند. این کنترل‌ها هر روز از سوی آنها انجام می‌شود. بعد از این بخش به بخش دیگری می‌رسیم که باید دما و رطوبت محیط کنترل شود. اسیدی یا بازی بودن محیط باید کنترل شود. برای ایجاد چنین شرایطی در روند تولید محصول باید دستگاه‌هایی تهیه کنیم که برای روش ساخت آنها مناسب است که البته هنوز در خیلی از موارد حتی در ایران یک نمونه از آن هم پیدا نمی‌کنید. این بخشی از مشکلات موجود در این کار است که باید برطرف شود. بخش دیگر مشکلات و موانع موجود ناشی از این است که هنوز با وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی تعامل خوبی ایجاد نشده است. در وزارت بهداشت هنوز قوانین مدونی برای این کار وجود ندارد. بخشی از این قوانین آماده شده است. اخیرا کمیته‌ای تشکیل شده است تا بتواند این اطلاعات را منتشر کند. وقتی کارخانه‌ای می‌سازید باید نقشه آن را ارائه کنید تا مورد بررسی قرار گیرد. همه روندها باید بررسی شود. حرکت افراد، حرکت مواد خام، محصول نهایی و حتی فرآورد‌ه‌های جانبی و ضایعات، همه و همه باید در اینجا بررسی شود تا تداخلی بین آنها وجود نداشته باشد و بتوان از تولید محصول نهایی مناسب و بی‌عیب و نقص مطمئن بود.

هدف از راه‌اندازی این کارخانه توسعه دانش فنی است‌ یا این که قرار است دانش فنی به‌دست آمده در رویان را به فناوری تبدیل کنیم؟

اتفاقی که افتاده این است که ما با همکاری شرکت دارویی برکت دانش آزمایشگاهی را به فناوری صنعتی تبدیل کرده‌ایم. همه این اتفاقات با همکاری مجموعه رویان و شرکت دارویی برکت محقق شده است و اکنون به مرحله‌ای رسیده‌ایم که می‌توانیم بگوییم این فناوری را با همان مشخصاتی که در دنیا وجود دارد، در اختیار داریم.

در سطح دنیا کارهای مشابهی در زمینه راه‌اندازی کارخانه تولید سلول انجام شده است؟

بسیاری از شرکت‌ها به‌طور جدی از پنج سال پیش وارد این عرصه شده‌اند. اغلب این شرکت‌ها در همین مرحله‌ای هستند که ما در آن قرار داریم. وقتی دانشی در دانشگاه تولید می‌شود باید شرکت‌هایی راه‌اندازی شود که این دانش را به فناوری تبدیل کند. البته برنامه زمان‌بندی این شرکت‌ها متفاوت است. ما از سال‌های قبل برنامه‌ای برای سلول درمانی و توسعه آن در سطح کشور در نظر گرفته بودیم. اما پیش از این حتی به بعضی از امکاناتی که ممکن بود به آن نیاز داشته باشیم، فکر هم نکرده بودیم. وقتی می‌خواهید کاری را در مقیاس صنعتی پیش ببرید، مراحل کار به نسبت پیچیده‌تر خواهد بود. در آزمایشگاه تولید سلول در سطح کوچک‌تری انجام می‌شود. در این شرایط تعویض اکسیژن یا اکسیژن رسانی مهم نیست و حتی ممکن است به آن فکر نکنید. اما وقتی قرار است تولید سلول در مقیاس صنعتی انجام شود باید این کار در یک رآکتور زیستی انجام شود. در این شرایط سنجش گلوکز موجود در محیط هم مهم است.

یعنی توسعه کار با چالش‌های جدید همراه بوده است؟

دقیقا همین‌طور است. در روند صنعتی شدن کار با چالش‌هایی مواجه می‌شوید که حتی در آزمایشگاه به آن فکر هم نمی‌کردید. باید از خلاقیت افراد صنعتگر برای از میان برداشتن این چالش‌ها استفاده کرد. ما با گروهی از صنعتگران خلاق و نوآور همکاری داشتیم. به این ترتیب زمینه‌ای فراهم شد تا بتوانیم این ایده را به صنعت برسانیم.

معمولا کار در ابعاد کوچک‌تر با هزینه‌های کمتری انجام می‌شود. آیا تولید سلول در کارخانه موجب افزایش هزینه‌های سلول درمانی می‌شود؟

درست برعکس آنچه فکر می‌کنید صنعتی‌سازی هزینه‌ها را کاهش می‌دهد. صنعتی‌سازی موجب کاهش هزینه‌ها و در دسترس قرار دادن امکانات است. انقلاب صنعتی با همین هدف اتفاق افتاده است. در روند صنعتی‌سازی با سرمایه‌گذاری اولیه بالاتر میزان تولید و دسترسی به محصول افزایش پیدا می‌کند. البته باید با گذشت زمان هزینه‌ها را کاهش داد. اکنون ممکن است هزینه خدماتی که ارائه می‌شود به همان اندازه ارائه خدمات در مقیاس آزمایشگاهی یا اندکی بیشتر باشد. این ممکن است از سوی جامعه قابل پذیرش نباشد. اگر نتوانید قیمت‌ها را کاهش دهید، عملا آن علم شکست خورده است و وارد بازار نمی‌شود. بازار به دنبال کاهش هزینه‌هاست. ما در مرحله نخست روی هزینه‌ها تمرکز نداشتیم. بیماران زیادی به مرکز سلول درمانی مراجعه می‌کنند که از هزینه‌ها راضی هستند. اما با توجه به کمبود امکانات، امکان ارائه خدمات به همه این افراد وجود ندارد. نخست باید به این فکر کنیم که چگونه می‌توان میزان تولید را افزایش داد . در مراحل بعدی باید به کاهش هزینه‌ها فکر کنیم تا بتوانیم از ظرفیت ایجاد شده برای تعداد بیماران بیشتری استفاده کنیم. این نخستین‌بار است که ما توانسته‌ایم در داخل کشور به دانشی دست پیدا کرده و آن را به مرحله صنعتی شدن برسانیم. وقتی علمی‌در داخل کشور تولید شده است راحت‌تر می‌توانید در آن تغییرات ایجاد کنید و توسعه فناوری سریع‌تر اتفاق می‌افتد. اما وقتی فناوری پایه را در اختیار نداشته باشید در توسعه آن با مشکلات زیادی مواجه می‌شوید. یکی از بندهای قرار داد تاسیس این شرکت این است که مرکز توسعه این فناوری همچنان رویان است. هر شش ماه یک‌بار فردی از مرکز رویان، از این کارخانه بازدید و هزینه‌ها و روند تولید و مشکلاتی را که در فرآیند تولید وجود دارد، بررسی می‌کند. به این ترتیب روند کار اصلاح و بازبینی می‌شود.

می‌توان این کارخانه را یک پل ارتباطی بین صنعت و پزشکی دانست؟

بله دقیقا همین‌طور است. این اتفاق را در همه جای دنیا می‌توان دید. ما در ایران برای نخستین‌بار است که توانسته‌ایم چنین علمی ‌را به تولید برسانیم. محصول نهایی این کارخانه وارد بازار می‌شود. کشش بازار، خواسته‌های مشتری و نیازهای پزشک در نظر گرفته می‌شود و به این ترتیب کاستی‌ها برطرف و این روند اصلاح می‌شود. سلول درمانی مسیری مشابه توسعه رایانه را پشت سرگذاشته است. رایانه‌های قدیمی‌ در دنیای امروز به تاریخ پیوسته است. ما هم چنین روندی را پشت سر گذاشته‌ایم. سلول درمانی به‌عنوان یک راهکار درمانی با هزینه بالا ارائه می‌شود که امکان ارائه آن بسیار محدود بود. با راه‌اندازی کارخانه تولید سلول می‌توان این خدمات را با هزینه کمتر و در اختیار تعداد افراد بیشتری قرار داد.

آیا می‌توان با تسهیل روند تولید سلول پیش‌بینی کرد در آینده‌ای نزدیک کارخانه‌ای برای تولید اعضای یدکی بدن انسان برای بیماران نیازمند به پیوند اعضا راه‌اندازی شود؟

بی‌شک فرآیند تولید سلول در مقیاس صنعتی می‌تواند مسیر رسیدن به این ایده را هموار سازد. اما باید تا سال 2050 منتظر ماند. دانشمندان پیش‌بینی کرده‌اند تا سال 2050 دستیابی به چنین ایده‌ای دور از انتظار نخواهد بود. اما اگر بخواهیم از اکنون به این هدف فکر کنیم خیلی زود است. شاید بتوان با استفاده از این فناوری نیاز به پیوند از فرد دیگر را کاهش داد. اما ما قصد نداریم در مسیری قدم بگذاریم که افراد بتوانند نامیرا شوند. شاید در نهایت با استفاده از این فناوری افراد بتوانند 120 تا 150 سال زندگی کنند. همیشه علتی برای مرگ بشر وجود خواهد داشت و نمی‌توان همه مشکلات و محدودیت‌ها را برای بشر برطرف کرد. هدف ما این است که بیماری‌های شناخته شده ای مانند سرطان، آلزایمر و پارکینسون مردم را آزار ندهد .

مرکز سلول درمانی رویان

سلول درمانی از جمله روش‌هایی است که پیش‌بینی می‌شود در پزشکی آینده و درمان بیماری‌های صعب‌العلاج یا بیماری‌های ناشی از تخریب بافت از جمله آرتروز، بیماری‌های قلبی، بیماری‌های گوارشی، دیابت و بیماری‌های کلیوی کاربرد داشته باشد. پزشکان بر این باورند این راهکار نوین درمانی می‌تواند تا حد زیادی در درمان و بهبود وضع بیماران اثرگذار باشد. ایده‌های درمانی مطرح در حوزه سلول درمانی ابتدا روی نمونه‌های حیوانی بررسی و پس از آن فرآیند درمان بالینی روی انسان‌ها مطرح شد. اگر اثرگذاری سلول درمانی در مراحل مختلف آزمایشی مورد تائید قرار گیرد، می‌توان از این روش به‌عنوان یک راهکار درمانی استفاده کرد. البته باید توجه داشت ممکن است عبور از مرحله مطالعات آزمایشگاهی تا مطالعات حیوانی و در نهایت آزمایش‌های بالینی انسانی 10 تا 20 سال به‌طول انجامد. اکنون سلول‌های بنیادی و کاربرد این سلول‌ها در درمان بیماری یا به عبارتی سلول درمانی مراحل کودکی را پشت سرگذاشته است و با وجود محدودیت‌هایی که در این زمینه وجود داشته، از پیشرفت خوبی برخوردار بوده است. در مرکز سلول درمانی رویان بیماری‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بیماری‌های قلبی، پوستی، استخوان و غضروف، بیماری‌های کلیه و مجاری ادرار، بیماری‌هایی که چشم و بینایی را درگیر می‌کند، بیماری‌های مغز و اعصاب، بیماری‌های خودایمن که به ضعف سیستم ایمنی بدن منجر می‌شود، بیماری‌های دستگاه گوارش و کبد و بیماری‌هایی که به پانکراس آسیب رسانده و به دیابت منجر می‌شود، از سرفصل‌های مطالعاتی است که در پژوهشگاه رویان مورد توجه قرار گرفته است. اکنون در مرکز سلول درمانی پژوهشگاه رویان برای بیماری‌های قلبی و سرطانی و بسیاری از دیگر بیماری‌ها خدمات تخصصی سلولی ارائه و پیش‌بینی می‌شود با راه‌اندازی کارخانه تولید سلول در کشور بتوان در سطح گسترده‌تری این خدمات را به بیماران ارائه کرد.

فرانک فراهانی‌جم ‌/‌ گروه دانش