استاد زیست شناسی و فناوری سلول های بنیادی پژوهشگاه رویان
سال تولد: 1972
محل تولد: ایران
اثر: درمان پارکینسون و AMD چشم با سلول درمانی
حوزه دریافت جایزه: زيست‌شناسي سلول‌هاي بنيادي
تبدیل سلول‌های بنیادی به یک میراث علمی
نگاهی خودمانی به زندگی دکتر حسین بهاروند
یک آزمایش ساده اما تماشایی در سال 1923، جایزه نوبل سال 1935 در رشته فیزیولوژی یا پزشکی را برای جنین‌شناس آلمانی، هانس اشپیمان (1896 تا 1941)، به ارمغان آورد، «برای کشف پدیده سازمان‌دهنده در تکوین رویان.» این یکی از حدود ده جایزه نوبل است که تاکنون به رشته جنین‌شناسی تعلق گرفته و یکی از موارد کمیابی که در آن به یک پایان‌نامه دکتری جایزه نوبل تعلق گرفته است.
در این آزمایش که اکنون مشهور است، اشپیمان و دانشجو و دستیارش، هیلده مانگولد (1898 تا 1924)، پیوندی در رویان سمندر انجام دادند. آنها از رویان دو گونه سمندر مختلف از جنس Triturus با رنگ‌های مختلف استفاده کردند تا بتوانند بر اساس تاریکی یا روشنی گیرنده و دهنده را از هم تشخیص دهند. معلوم شد که با پیوند یک منطقه کوچک خاص از یک رویان اولیه سمندر به رویان دیگری در همان مرحله می‌توان جنین چسبیده ناقصی را القا کرد که با جنین میزبان رودررو باشد. این منطقه کوچک رویان، که اکنون سازمان‌دهنده اشپیمان نامیده می‌شود، مسئول هدایت تکوین یک بدن جنین کامل است.
کشف این پدیده توسط اشپیمان، که اکنون القای رویانی نامیده می‌شود، یکی از خاستگاه‌های زیست‌شناسی تکوینی مدرن به شمار می‌آید. پدیده القا، که در آن یک سلول یا بافت، به تکوین سلول یا بافت دیگری جهت می‌دهد، اهمیت بنیادی برهمکنش‌های میان سلول‌ها در تکوین رویانی را بی هیچ تردیدی ثابت کرد. مانگولد چند ماه بعد، وقتی می‌خواست برای پسر نوزادش شیر گرم کند، در حادثه تراژیک انفجار گاز در آشپزخانه‌اش جان خود را از دست داد. او هرگز انتشار مقاله دوران‌سازش را به چشم ندید، و جایزه نوبل نیز به افراد درگذشته اعطا نمی‌شود.
حسین بهاروند، هنگامی که دانش‌آموز سال آخر دبیرستان بود، عاشق این ماجرای باشکوه تاریخ علم شد که در کتاب درسی زیست‌شناسی‌اش روایت شده است. وقتی سوال کرد، دبیرشان به او گفت رشته‌ای که به این موضوعات می‌پردازد جنین‌شناسی است. همان وقت و همان جا، در تابستان 1368، بهاروند تصمیمش را گرفت که جنین‌شناس شود. دوره کارشناسی را در رشته زیست‌شناسی در دانشگاه شیراز گذراند و سپس در مقطع کارشناسی ارشد در رشته زیست‌شناسی تکوینی دانشگاه شهید بهشتی در تهران پذیرفته شد. سرانجام مدرک دکتری‌اش را در رشته زیست‌شناسی سلولی و تکوینی از دانشگاه خوارزمی (تربیت معلم سابق) در سال 1383 گرفت.
کار کن تا کار کند
حسین بهاروند در 6 اسفند 1350 در اصفهان به دنیا آمد. او می‌گوید «پسرکی بازیگوش و سرزنده بودم. شاخصه بارز من در آن دوران که در حال حاضر نیز دارم حرکت و فعالیت بود. از ابتدایی تا دانشگاه، تابستان‌ها کارهایی مانند دست‌فروشی، بنایی و کشاورزی می‌کردم و با درآمدم کتاب و وسایل مدرسه می‌خریدم.» او معتقد است که برای اثرگذار بودن، باید سخت کار کرد. کار برایش لذت‌بخش است و آن را برای پرورش روح خود لازم می‌داند.
بهاروند فرزند نخست خانواده‌ای پرجمعیت بود و از او انتظار می‌رفت که در مراقبت از برادرها و خواهرهایش کمک کند. با این همه به طریقی وقت می‌کرد کتاب‌هایی مانند ماجراهای علمی-تخیلی ژول ورن را بخواند. می‌گوید «کتابی بود به نام آلبرت شوایتزر که روایت خاطرات پزشکی بود که از اروپا رفته بود آفریقا، به مردم آنجا کمک کرده و مایه خیر و برکت زیادی شده بود، و البته چقدر سختی کشیده بود در این راه. این کتاب خیلی روی من اثر داشت.» دلش می‌خواست مانند کسانی همچون شوایتزر، و همچنین لوئی پاستور، رامون کاخال، و ماری کوری اثرگذار باشد.
به گفته بهاروند «در شکل‌گیری یک اندیشه و یک شخصیت، کنج بوم‌شناختی نیز موثر است. کنج یک ابرحجم nبُعدی است که خانواده یک قسمت از آن است، محیط اطراف یک قسمتش است، همسر، دوستان، فامیل‌ها و جامعه و نظایر اینها قسمت‌هایی از آن است. و همه دست به دست هم می‌دهند تا یک شخصیت شکل بگیرد.»
با این فلسفه، تعجبی ندارد که بهاروند برای افراد بسیاری که او را به زیست‌شناسی تکوینی علاقه‌مند ساختند و کمکش کردند تا در کارش پیشرفت کند، سهم قائل است. اما به‌طور خاص دو نفر را به یاد می‌آورد که نام‌شان شایان ذکر است: مرحوم دکتر سعید کاظمی آشتیانی (1340 تا 1384)، زیست‌شناس تکوینی و مدیر پژوهشگاه رویان؛ و دکتر کلاس اینگو ماتایی، سرپرست آزمایشگاه هدف‌گیری ژن در پژوهشگاه پزشکی جان کرتین در کانبرای استرالیا، که بهاروند از بهمن 1380 به مدت پنج ماه برای فرصت مطالعاتی به آنجا رفت و در تولید موش‌های تراریخته و ناک‌اوت – که یکی از ژن‌هایش از کار انداخته شده - آموزش دید.
دانشمند پرتوان
پس از بازگشت به ایران، برنامه‌ای برای تولید سلول‌های بنیادی در پژوهشگاه رویان آغاز کرد که سرآغاز ورود ایران به پژوهش‌های کاربردی‌سازی و پزشکی بازساختی یا ترمیمی بود. او و گروهش در رویان، برای نخستین بار در ایران، در سال 1382 موفق به تولید سلول‌های بنیادی رویان موش و انسان شدند و در سال 1387 سلول‌های بنیادی پرتوان القایی را تولید کردند. او این دانش را بارها در کارآزمایی‌های بالینی و پیوند سلول‌های بنیادی بافت-ویژه به کار گرفته است.
بهاروند نویسنده بیش از 350 مقاله علمی به زبان انگلیسی است که تاکنون بیش از 11 هزار بار به آنها ارجاع داده شده و شاخص اچ او در علم‌سنجی را به 52 رسانده‌اند. او دبیر چهار مجموعه مقاله از نویسندگان مختلف درباره سلول‌های بنیادی است که از ناشران بین‌المللی همچون اشپرینگر و وایلی منتشر شده‌اند. بهاروند تعدادی کتاب به فارسی نیز ترجمه و تالیف کرده که عمدتا درباره سلول‌های بنیادی‌اند. از این گذشته بر ترجمه چندین کتاب راهنما درباره حرفه و ارتباطات علمی و همچنین کتاب درسی پرطرفدار «زیست‌شناسی تکوینی»، نوشته اسکات گیلبرت، نیز نظارت داشته که کتاب مقدس این رشته به شمار می‌رود.
بهاروند ضمنا عضو هیات دبیران ژورنال‌های بسیاری با ضریب اثرگذاری بالا مانند «ژورنال شیمی زیستی» و «گزارش‌های علمی» است. او دارای دو اختراع ثبت‌شده در آمریکا است و سه شرکت در ایران بر اساس دانشی که او و گروهش تولید کرده‌اند فعالیت می‌کنند.
در طول سال‌های گذشته جایزه‌های ملی و بین‌المللی بسیاری ارزش پژوهش‌های او را به رسمیت شناخته‌اند، ازجمله جایزه جشنواره بین‌المللی خوارزمی در سال 1392 و جایزه امسال «فرهنگستان جهانی علوم» در رشته زیست‌شناسی در سال 2019. این جایزه اخیر که هر سال به پیشرفت‌های علمی کشورهای در حال توسعه تعلق می‌گیرد، «به دلیل خدمات ارزنده بهاروند در شناخت چگونگی تولید و نگهداری سلول‌های بنیادی و مفاهیم پرتوانی و تمایز» به او اعطا شد.
هنر کُنج‌سازی
در تاریخ ایران چهره‌های برجسته بسیاری همچون ذکریای رازی، ابوریحان بیرونی، و ابوعلی سینا بودند که در تولید دانش بشری در زمینه پزشکی سهم چشمگیری داشتند. بهاروند امیدوار است که کشورش جایگاه گذشته خویش را در علوم پزشکی بازیابد و نقش خودش را در «پزشکی آینده» ایفا کند. به عقیده او علم میان‌رشته‌ای «پزشکی آینده» از چهار محور پزشکی بازساختی، پزشکی شخصی، پزشکی سرطان، و علوم شناختی و مغز تشکیل خواهد شد. او در تلاش است که نمونه اولیه آن را در قالب یک بیمارستان تحقیقاتی با کمک دولت و خیرین راه‌اندازی کند.
بهاروند به شعر فارسی علاقه دارد و آن را در آموزش و پرورش دانشجویانش به کار می‌گیرد. به کوه‌پیمایی و کوه‌نوردی می‌رود و ورزش رزمی کاراته نیز انجام داده است. او به تنهایی یا با خانواده و دوستان زمان زیادی را در طبیعت می‌گذراند. می‌گوید «طبیعت بزرگترین معلم ماست. نزد او زیاد می‌روم تا از او یاد بگیرم. طبیعت به من آموخته است که تکامل تدریجی است و باید آرام‌آرام حرکت پیوسته داشت. پس هیچ راه میانبری در رشد و نمو ما وجود ندارد. بدون تلاش زیاد چیزی به دست نمی‌آید. امکان ندارد که یک‌شبه بتوان موفق شد. از طبیعت آموخته‌ام که اگر می‌خواهید موفق شوید باید از عهده چالش‌ها برآیید. راه خودتان را پیدا کنید یا اگر راهی وجود ندارد آن را از ابتدا بسازید. دایناسورهای قدرتمند نتوانستند راهی برای مقابله با چالش‌ها پیدا کنند و از میان رفتند، اما پستانداران حقیر راه نجاتی پیدا کردند و کامیاب شدند. برای تکامل گونه‌های جدید باید کُنج خالی وجود داشته باشد. "گونه‌های" جدید می‌خواهید؟ کنج‌های خالی بسازید و تلاش کنید آنها را پر کنید.»
اکسیر جوانی
نزدیک شدن به جاودانگی با کمک سلول‌درمانی در مبارزه با بیماری‌های مزمن سالخوردگی یکی پس از دیگری
هیچ دوره‌ای در تاریخ نیست که در آن بشر دیوانه‌وار در جست‌وجوی جاودانگی نبوده باشد. اسکندر مقدونی (356 تا 323 پیش از میلاد) نیز از این قاعده مستثنا نبود، و با توجه به قدرتی که او داشت و بی‌کرانگی دنیایی که فتح کرده بود، به نظر می‌رسید دلیلی وجود نداشته باشد که او نتواند به آن دست پیدا کند. او به دنبال چیزی بود، هر چیزی، که او را زنده نگه دارد و مرگ را از دور کند.
بر اساس یکی از مشهورترین روایت‌های شرقی از این داستان که منظومه‌ای سروده نظامی گنجوی (520 تا 588 خورشیدی) بر اساس ماجرای تخیلی «افسانه اسکندر» است، پیری خردمند که احتمالا خضر بود، به اسکندر گفت که در «ظلمات» یا «سرزمین تاریکی» در حاشیه دنیای شناخته‌شده آن روزگار، احتمالا در آبخاز امروزی در گرجستان یا شمال اورال، یک «چشمه جوانی» هست که هر کس از «آب حیات» آن بنوشد زندگی جاوید خواهد یافت. آن‌طور که در افسانه آمده، اسکندر با راهنمایی خضر و همراهی سپاهش به سوی ظلمات شتافت. خضر سرانجام آن چشمه را یافت و از آب آن نوشید، اما چشمه درست پیش پای اسکندر به‌طور اسرارآمیزی ناپدید شد.
در طول تاریخ، اسکندرهای بسیاری در پی راهی برای بازیابی جوانی خود بودند. یکی از آنها پزشکی روس به نام الکساندر بوگدانوف (1873 تا 1928) بود که تسلیم این خیال بی‌مهار جوانی دوباره شد و جانش را بر سر آن گذاشت. او در تلاش برای جاودانگی، یک رشته آزمایش‌های بدفرجام انتقال خون روی خودش انجام داد که به دلیل ناهمخوانی گروه خونی به قیمت زندگی‌اش تمام شدند.
گرچه ممکن است عجیب به نظر برسد، اما فرضیه بوگدانوف خالی از حقیقت نیست و خون واقعا می‌تواند خواص جوان‌کننده داشته باشد. در مقاله‌ای که در سال 2014 در ژورنال پزشکی نیچر منتشر شد، پژوهشگران گزارش کردند که «خون جوان آسیب‌های پیری را معکوس می‌کند ... در موش‌ها.» معلوم شد که تزریق پلاسمای خون موش‌های جوان به موش‌های سالخورده هم در واکنش‌های ترس و هم در یادگیری فضایی به آنها کمک و به این ترتیب توان یادگیری و اندیشیدن را در آنها تقویت می‌کند.
تا چند سال پس از انتشار نتایج این پژوهش، کلینیکی به نام آمبروزیا در سان‌فرانسیسکو از فرصت پیش‌آمده بهره گرفت به مشتریانش امکان دهد با تزریق خون اهداکنندگان جوان از همان منافع برخوردار شوند و تنها 8 هزار دلار ناقابل آمریکا هزینه بپردازند! از فوریه 2019 که سازمان غذا و داروی آمریکا اخطاریه‌ای در این رابطه صادر کرد، انجام کار متوقف شده است.
سرآغاز سلول‌درمانی
تزریق مایعات آلی بدن افراد دیگر به عنوان راهی برای افزایش طول عمر انسان، اگرچه این روزها به سرگرمی میلیاردرهای دنیای فناوری در سیلیکون ولی برای کلاه گذاشتن بر سر مرگ تبدیل شده، تاریخی طولانی دارد. در سال 1890 در همایشی علمی در پاریس، فیزیولوژیستی عجیب و غریب به نام شارل-ادوارد براون-سیکار (1817 تا 1894) گزارش داد که «پس از تزریق زیرپوستی عصاره بیضه میمون» توان جنسی خود را در سن چشمگیر 72 سالگی با موفقیت بازیافته است. این درمانِ به لحاظ علمی غیرممکن هزاران مرد را ترغیب کرد که اکسیر براون-سیکار را امتحان کنند، اما در عین حال رشته سلول‌درمانی را نیز راه انداخت.
جست‌وجوی جاودانگی در دهه‌های اخیر، نه تنها کُند نشده، بلکه هم از طریق مداخله‌های جزئی، همچون بوتاکس کردن، عمل کشیدن پوست صورت، و مکمل‌های گوناگون، و هم به واسط پژوهش‌های ضدپیری که در آزمایشگاه بسیار پیشرفته زیست‌فناوری در جریان است، شتاب نیز گرفته است. حتا رشته‌ای به نام پیری‌شناسی وجود دارد که به بررسی فرایند پیری اختصاص دارد، و جایزه‌های بسیاری برای توقف، تاخیر و وارونه کردن روند پیری در انسان و پستانداران دیگر تعیین شده که در رسانه‌ها سروصدای بسیاری به پا می‌کنند. پژوهش درباره طول عمر انسان اکنون به مرحله‌ای از بلوغ رسیده که دانشمندان گمان می‌کنند بتوانند موجب تاثیری چشمگیر با پیامدهای پزشکی، جمعیتی، اجتماعی، اقتصادی، سیاسی و زیست‌محیطی قابل‌توجه شوند.
حل یک مشکل مزمن
یک راه‌حل عملی برای به تاخیر انداختن پیری مقابله با بیماری‌های مزمن شایع دوران سالخوردگی، همچون پارکینسون و بیماری‌های چشم است. آیا می‌توان این مصیبت‌های سالخوردگان را با تزریق سلول برطرف و آنها را دوباره جوان کرد؟ این تخصص حسین بهاروند، زیست‌شناس تکوینی پژوهشگاه رویان در تهران است که در زمینه تولیدمثل، سلول‌های بنیادی و زیست‌فناوری فعالیت می‌کند. او به دلیل درمان پارکینسون و تباهی لکه زرد چشم در اثر پیری با سلول‌درمانی، یکی از برگزیدگان مقیم کشورهای اسلامی جایزه مصطفی(ص) در سال 1398 است.
بهاروند تلاش می‌کند با استفاده از سلول‌های بنیادی انسان، زیست‌شناسی تکوینی و مهندسی با الهام از طبیعت به ارتقای پزشکی بازساختی یا ترمیمی کمک کند. سلول‌های بنیادی، با داشتن توان خودنوزایی (ساخت نسخه‌هایی از خودشان)، در سلول‌درمانی جایگاه بی‌همتایی دارند. می‌توانند به انواع گوناگون سلول‌ها تمایز یابند. سلول‌های بنیادی را می‌توان از سه منبع به دست آورد: 1) سلول‌های بنیادی رویانی از رویان پیش از لانه‌گزینی؛ 2) سلول‌های بنیادی بافت‌ویژه یا سلول‌های بنیادی بدنی یا بالغ از مغز استخوان، پوست، خون و پوشش مجرای گوارش؛ و 3) سلول‌های بنیادی پرتوان القایی از بازبرنامه‌ریزی سلول‌های بالغ برای بازیابی ویژگی‌های تمایزنیافته آنها.
بهاروند و گروهش در پژوهشگاه رویان در سال 1381 موفق به تولید سلول‌های بنیادی رویانی موش شدند و سال بعد این موفقیت را در مورد انسان تکرار کردند. اما لحظه تعیین‌کننده در سال 1387 و هنگامی فرارسید که آنها به فناوری تولید سلول‌های بنیادی پرتوان القایی موش و انسان در آزمایشگاه دست یافتند. این دستاورد پایه‌گذاری شاخه‌های مختلف پزشکی بازساختی در ایران و تولید سلول‌های عصبی، ماهیچه قلب، کبد و بتای پانکراس از سلول‌های بنیادی را امکان‌پذیر ساخت.
برای مثال، این دانش به ساخت سلول‌های پیش‌ساز دوپامینرژیک از سلول‌های بنیادی رویانی انسان انجامیده است. (سلول پیش‌ساز سلولی تمایزنیافته است که برخلاف سلول بنیادی فقط توانایی تمایز به مجموعه محدودی از سلول‌های هدف را دارد.) سلول‌های عصبی ترشح‌کننده دوپامین که در میان مغز یا مغز میانی جای دارند، منبع اصلی دوپامین – نوعی پیام‌رسان شیمیایی که در دستگاه عصبی پستانداران به کار می‌رود – است و از بین رفتن آنها می‌تواند منجر به بیماری پارکینسون شود.
طوری که انجامش می‌دهیم
بیماری پارکینسون نوعی اختلال پیش‌رونده دستگاه عصبی است که بیش از 4 میلیون نفر را در سرتاسر جهان درگیر کرده و به صورت لرزش‌های مشهور دوران پیری آشکار می‌شود. خطر ابتلا به این بیماری که پس از 50 سالگی آغاز می‌شود، با افزایش سن افزایش می‌یابد، و با پیرتر شدن جمعیت جهان، بیماری پارکینسون نیز شایع‌تر خواهد شد، و بار اقتصادی و اجتماعی سنگین‌تر بر دوش آن خواهد گذاشت.
اگرچه از نیمه دوم دهه 1980 ثابت شده که مغز جنین انسان منبع موثری از سلول‌های پیش‌ساز دوپامینرژیک برای پیوند زدن به مغز میانی افراد مبتلا به پارکینسون است، اما سلول‌های بنیادی جنینی به دلیل دسترسی دشوار و بعضی ملاحظات اخلاقی منبع مطمئنی نیست. استفاده از سلول‌های بنیادی رویان انسان به عنوان جانشین امیدوارکننده بوده است. اما در بلندمدت باز هم چالش‌هایی باقی می‌ماند، ازجمله تشکیل تراتوما که نوعی کمیاب از تومور حاوی بافت‌های بسیار است و رشد عصبی بی‌رویه.
بهاروند و گروهش در پژوهشگاه رویان گزارشی از یک راهکار جدید با استفاده از مولکول‌های کوچک برای اشتقاق سلول‌های پیش‌ساز دوپامینرژیک مغز میانی از سلول‌های بنیادی رویانی انسان زیر چاپ دارند. آنها این پیش‌سازها را به افراد مبتلا به پارکینسون در موش و سپس یک نخستی غیرانسان به نام میمون رزوس (Macaca mulatta) پیوند زدند.
ارزیابی‌ها بهبود آشکاری را در حرکات میمون‌ها ظرف دو سال پس از عمل پیوند نشان می‌دهند بدون آنکه اثری از تشکیل تومور یا رشد عصبی بی‌رویه در مغز مشاهده شود. به نظر می‌رسد که ناکامی‌های پیشین نتیجه تخصص‌یابی ناقص سلول‌ها در اثر ناتوانی از هدایت فرایند تمایز بوده است. اکنون این گروه پژوهشی در فکر آن است که این دستاورد سلول‌درمانی را در مورد بیماری پارکینسون در انسان به کار بگیرد.
این شبیه کاری است که این گروه پژوهشی در سال 2012 برای درمان تباهی لکه زرد در پیری انجام داد که به تاری دید، و در صورتی که درمان نشود، کوری در سالخوردگی منجر می‌شود. این بیماری نتیجه آسیب‌دیدگی لکه زرد در شبکیه چشم است که لایه‌ای از سلول‌های رنگدانهدار است و نقشی ضروری در عملکرد دستگاه بینایی بازی می‌کند.
بهاروند و گروهش در پژوهشگاه رویان، در یک جفت مقاله در ژورنال معتبر «سلول‌های بنیادی و تکوین» در سال 2012، روشی برای هدایت تمایز سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسان به بافت پوششی رنگدانهدار شبکیه پیشنهاد کردند. این یافته‌ها، نخست در خرگوش و سپس در انسان، ابزار ساده و موثر بی‌سابقه‌ای برای درمان‌های تعویض سلول در بیماری‌های شبکیه چشم فراهم کردند.
برنامه جانشین
به نظر می‌رسد سلول‌درمانی دارد به موثرترین اسلحه ما در نبرد با بیماری‌های مزمنی تبدیل می‌شود که در صدر فهرست بیماری‌های دوران سالخوردگی جای دارند. این مثل دستیابی به زندگی ابدی به معنای دقیق کلمه نیست، اما می‌تواند به عنوان بهترین گزینه دوم، همان‌طور که پژوهشگران انتظار دارند، عمر بشر را بسط دهد و به دو برابر سهمیه سه بیست سال و ده سال که در کتاب مقدس تعیین‌شده برساند. و البته این عمر اضافه همراه با سلامت و کارکرد است. آیا این رویای شیرینی نیست که هیچ رنجی نداشته باشید وقتی که گنج‌تان را به دست آورده‌اید؟ اینکه برای انجام هر پروژه طولانی، که در چارچوب عمر کوتاه کنونی انسان نمی‌توان تکمیلش کرد، به اندازه‌ای که باب میل‌تان باشد وقت کافی داشته باشید؟ خوب، برنامه جانشین این است: طولانی‌تر کردن دوره بزرگ‌سالی برای اینکه بتوانیم به جای تعویض سریع نسل‌ها، روی هر فرد بیشتر سرمایه‌گذاری کنیم.