به گزارش بنیان، پژوهشگران آمریکایی و چینی به طور مشترک در بخش زیست‌پزشکی دانشگاه کارولینای شمالی و گروه قلب و عروق بیمارستان دوشو وابسته به دانشگاه سوچو چین، اثربخشی روش اسپری اگزوزومی را به جای روش‌های متداول سلول‌درمانی یا تزریق اگزوزومی به منظور ترمیم بافت قلب مورد بررسی قرار دادند. در این یادداشت به طور اجمالی روش به کارگرفته شده و نتایج به دست آمده از این مطالعه را مرور خواهیم کرد.

سکته قلبی

حمله قلبی یا انفارکتوس میوکارد (MI) و یا سکته قلبی (در اصطلاح پزشکی) شایع‌ترین علت مرگ و میر در سراسر جهان است که عبارت است از  تخریب و مرگ سلولی دائم و غیرقابل برگشت در بخشی از عضله قلب (میوکارد) که به علت از بین‌رفتن جریان خون و وقوع یک ایسکمی شدید در آن قسمت از قلب روی می‌دهد. این توقف گردش خون ممکن است ناگهانی و بدون هیچ علائم قبلی نمایان گردد یا پس از چند حمله آنژینی (درد قفسه سینه) نمود یابد. عمده‌ترین دلیل سکته بسته‌شدن رگ‌های تغذیه‌کننده‌ی قلب است. بسیاری از افرادی که از حمله قلبی جان سالم به در می‌برند، در بیشتر موارد، بعداً با حملات متعددی روبرو خواهند شد و همچنین از نارسایی مکرر قلبی (HF) رنج می‌برند که این امر به عنوان یک عامل تشخیصی نامطلوب شناخته شده است.

هر فرد آمریکایی تقریباً هر 40 ثانیه یکبار دچار انفارکتوس قلبی می‌شود. امروزه آنژیوپلاستی عروق کرونری از راه پوست، کاتتریزاسیون تشخیصی قلب و روش‌های بای پس تا حد زیادی برای تشخیص و درمان سریع و دقیق MI انجام شده است. اگرچه تکنیک‌های مدرن جراحی مثل استفاده از بالن و عمل قلب باز (تعویض رگ مسدود شده)، تشخیص‌های پزشکی و تجویزهای مختلف دارویی تا حدود زیادی میزان زنده‌مانی اولیه از این رویدادها را بهبود بخشیده‌اند، ولی بسیاری از بیماران با اثرات طولانی‌مدت بافت آسیب دیده به طور دائم دست و پنجه نرم می‌کنند و لذا میزان مرگ و میر 5 سالۀ ناشی از این رویداد همچنان بالاست. علیرغم موفقیت در بهبود زنده‌مانی اولیه بیماران پس از حمله‌ی قلبی از طریق آنژیوپلاستی یا مداخلۀ اولیه عروق کرونر از طریق پوست؛ نارسایی قلبی پس از انفارکتوس میوکارد به عامل اصلی مرگ و میر و صرف هزینه‌های بهداشتی تبدیل شده است. توسعه پزشکی بازساختی امیدی برای درمان MI در طول دهه‌ی گذشته به ارمغان آورده است.

مشتقات اگزوزومی سلول‌های بنیادی؛ روش ایمن و جایگزین سلول‌درمانی در ترمیم آسیب‌های قلبی

پزشکی بازساختی قلب پتانسیل ترمیم بافت میوکارد ناسالم و افزایش مجدد عروق در میوکارد آسیب دیده را دارد. درمان با سلول‌های بنیادی به طور گسترده‌ای در زمینه بازسازی قلب مورد مطالعه قرار گرفته است. سال هاست که محققان تلاش می‌کنند بافت قلب آسیب دیده را با سلول‌های بنیادی ترمیم کنند، اما ایجاد التهابات شدید اغلب مانع از انجام تغییرات چشمگیر می‌شود. سلول‌های بنیادی بالغ (مانند سلول‌های بنیادی مزانشیمی یا MSCs) با ترشحات خود، ترمیم ایسکمی قلب را عمدتاً از طریق تنظیم بازسازی (نوسازی) قلب و کاهش اندازه انفارکتوس وساطت می‌کنند. بعلاوه، سلول‌های بنیادی پرتوان همچنین برای درمان MI استفاده شده‌اند. به عنوان مثال، تجمعی از سلول‌های بنیادی پرتوان از قبل تمایز یافته، به بافت قلب دارای MI انتقال داده شد تا عملکرد قلبی و میزان بقای حیوانات مورد مطالعه را افزایش دهد. دانشمندان استفاده‌ی درمانی از سلول‌های بنیادی را به عنوان راهی برای رشد مجدد بافت پس از حمله قلبی بررسی کرده‌اند. اما بکارگیری مستقیم سلول‌های بنیادی در قلب می‌تواند خطرناک باشد، زیرا این سلول‌ها می‌توانند پاسخ ایمنی را تحریک کرده یا به ‌طور غیرقابل کنترل رشد کنند و در نتیجه باعث ایجاد تومور شوند. بنابراین برای حل این مشکل، محققان سعی کرده‌اند که از اگزوزوم‌ها ( کیسه‌های متصل به غشا و حاوی پروتئین‌ها، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک ترشح شده توسط سلول‌های بنیادی) برای تزریق به قلب استفاده کنند، اما این کیسه‌ها اغلب قبل از اینکه بتوانند اثرات درمانی خود را اعمال کنند، تجزیه می‌شوند. از اینرو، عده‌ای دیگر از محققان از تکه‌های قلبی (patches) یا داربست‌ها استفاده کردند که به اگزوزوم‌های کاشته‌شده کمک می‌کنند تا ماندگاری بیشتری داشته باشند، اما معمولاً این روش هم باید در طول جراحی باز قفسه سینه و روی قلب انجام گیرد. بنابراین نیاز به یافتن روش درمانی کارآمدی است تا بتواند بر محدودیت‌های قبلی غلبه کند.

نتایج اثربخش استفاده از اسپری اگزوزوم در ترمیم بافت میوکارد قلب

 در این بررسی، پژوهشگران تلاش دارند تا با استفاده از اسپری محلول اگزوزومی از طریق کاشت (دانه‌گذاری) اگزوزوم‌های مشتق شده از MSCs در داربست فیبرینی تأیید شده توسط FDA، و از طریق برش کوچکی که بر روی قلب انجام می‌شود، از اعمال جراحی بزرگ اجتناب کنند. در واقع این مخلوط باعث شد که نه تنها اگزوزوم‌های مشتق شده از سلول‌های بنیادی به طور مؤثری بر روی قلب حفظ شوند، بلکه از آسیب‌های جراحی‌های بزرگ که ناشی از انجام عمل باز قفسه سینه هستند نیز جلوگیری کرد. این بررسی بر روی مدل موش و خوک انجام شد. محققان اگزوزوم‌های سلول‌های بنیادی مزانشیمی را با فیبرینوژن (پروتئینی که در لخته شدن خون نقش دارد) مخلوط کردند. آنها این محلول را به یک سرنگ ریز و دو لوله‌ای که حاوی محلول جداگانه‌ای از پروتئین لخته کننده دیگری به نام ترومبین بود، اضافه کردند. وقتی این تیم تحقیقاتی محلول‌ها را با سرنگ از طریق ایجاد برشی کوچک روی قلب موش اسپری کردند، مایعات با هم مخلوط شدند و ژلی حاوی اگزوزوم را تشکیل دادند که به قلب می‌چسبید. یک مینی آندوسکوپ که از طریق ایجاد برش دوم کوچکی وارد قلب شد، سوزن حاوی اسپری اگزوزوم را هدایت کرد. نتایج نشان داد که در موش‌هایی که اخیراً دچار حمله قلبی شده‌ بودند، اسپری اگزوزوم برای مدت زمان بیشتری بر روی قلب باقی ماند ( ماندگاری طولانی‌تری داشت)، جراحات را بهتر بهبود بخشید و بیان پروتئین‌های مفید را نسبت به حالتی که اگزوزوم‌ها به قلب تزریق می‌شوند، به میزان بیشتری افزایش داد. در خوک‌ها نیز این اسپری نسبت به حالت جراحی باز قفسه سینه باعث ایجاد واکنش‌های ایمنی و استرس جراحی کمتری شد. به گفته محققان، این اسپری راهکاری امیدوارکننده به منظور انتقال اگزوزوم‌های درمانی برای ترمیم قلب است.

پایان مطلب/

پانوشت:

کاتتریزاسیون قلبی یاCardiac catheterization  به معنی قرار دادن کاتتر در دریچه یا رگ قلب می‌باشد.

ایسکمی قلب یا ischemic heart disease بیماری‌هایی هستند که ناشی از کاهش خونرسانی به عضله قلب یا میوکارد است. 

:Ref

             1.  Yao, J., et al., A Minimally Invasive Exosome Spray Repairs Heart after Myocardial Infarction. ACS nano, 2021.

        2.  Hu, S., et al., Exosome-eluting stents for vascular healing after ischaemic injury. Nature biomedical engineering, 2021: p. 1-15.