روش جدیدی برای انتقال موثر ذرات به سلول‌های بنیادی با نانوذرات معرفی شد.
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، یک مطالعه اخیر روش جدیدی را برای انتقال ذرات به سلول‌های بنیادی که نفوذ به آنها بسیار دشوار است، معرفی کرده است. این کشف هدایت و تقویت فرآیندهای دخیل در پزشکی بازساختی را آسان‌تر می‌کند. پزشکی احیاکننده از این واقعیت استفاده می‌کند که سلول‌های بنیادی بدن ما می‌توانند به انواع سلول‌های دیگر تبدیل شوند که برای بازسازی بافت‌ها و اندام‌ها مانند سلول‌های قلب یا عصبی حیاتی هستند. هر نوع سلول بنیادی نیز دارای خواص و عملکردهای تخصصی است، بنابراین استفاده از پتانسیل رشد سلول‌های بنیادی به این معنی است که پزشکی احیاکننده برخی از امیدوارکننده ترین درمان‌ها را برای بسیاری از بیماری‌ها ارائه می‌دهد.
روش جدید برای دستکاری تمایز سلول‌های بنیادی
برای کنترل نوع سلولی که سلول‌های بنیادی به آن تغییر می‌کنند، دانشمندان باید با وارد کردن اطلاعات ژنتیکی در هسته سلول‌های بنیادی، ژن‌های سلول‌ها را دوباره برنامه‌ریزی کنند، زیرا ژن‌ها اپراتور خطوط راه‌آهن را برای تغییر جهت قطار تنظیم می‌کنند. با این حال، سلول‌های بنیادی مانند پوست ما برای جلوگیری از ورود هر چیزی از سیستم محافظتی قوی برخوردار هستند، بنابراین دستکاری تمایز سلول‌های بنیادی مشکل‌ساز بوده است. ولی در این مطالعه محققان با استفاده از سلول‌های بنیادی موش صحرایی برای غلبه بر این مشکل کار کرده اند و راهی برای دور زدن سد محافظ سلول‌ها ایجاد کرده اند. روش جدید ما به این معنی است که می‌توانیم اطلاعات ژنتیکی را سریع‌تر و کارآمدتر به سلول‌های بنیادی برسانیم تا نوع سلولی که تبدیل می‌شوند را کنترل کنیم.
برنامه‌های مهندسی بافت مبتنی بر سلول‌های بنیادی
سلول‌های بنیادی، مخزن طبیعی رشد، نمو و ترمیم در همه موجودات چند سلولی، در چند دهه اخیر به دلایل علمی، اما بیشتر از همه، به دلیل کاربردهای بالقوه‌شان در زیست‌شناسی و پزشکی، مورد بررسی شدید قرار گرفته‌اند. سلول‌های بنیادی با قابلیت خود نوسازی و تمایز به فرزندان تخصصی‌تر بر اساس درجه قدرت تعریف می‌شوند. هدف حوزه نوظهور پزشکی بازساختی (RM) امکان ترمیم کامل عملکردی و ساختاری بافت‌ها، اندام‌ها یا حتی سیستم‌های بدن است. سلول‌های بنیادی به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردشان در تعدیل فرآیندهای ترمیمی موضعی و سیستمیک، توسط RM به عنوان ابزار اصلی درمانی استفاده می شوند. تحقیقات اولیه و پیش بالینی شامل درمان با سلول‌های بنیادی برای مبارزه با بیماری‌های دژنراتیو حاد یا مزمن در زمینه‌های مختلف پزشکی در حال حاضر در حال انجام است. هدف برنامه‌های مهندسی بافت مبتنی بر سلول‌های بنیادی تولید جایگزین‌های زیستی قابل پیوند است که می‌تواند نیاز به پیوند پرهزینه بافت و اندام را از بین ببرد. برخی از محصولات این حوزه پزشکی جدید و تحقیقات فشرده در حال حاضر در مرحله آزمایشات بالینی قرار دارند که نوید ارائه درمان‌های انقلابی را در آینده نزدیک می‌دهد.
مزایای استفاده از این روش جدید
دکتر گانگ Ruan ، از دانشگاه شیان (XJTLU) چین، نویسنده مقاله، و دکتر Xiaowei Wen، همچنین از XJTLU و یکی دیگر از نویسندگان مربوطه، می‌افزاید: "توانایی برای کنترل تمایز سلولی با این روش جدید به این معنی است که می‌توانیم کارایی درمان با سلول‌های بنیادی را بهبود بخشیم زیرا در این روش بهتر می‌توانیم نحوه تمایز سلول‌ها به انواع سلول‌های مورد نظر را کنترل کنیم. این به معنای تولید سلول‌های کمتر ولی با راندمان بالاتراست. به طور کلی در این روش به سلول‌های کمتری برای کمک به بازسازی یا ترمیم بافت‌ها و اندام‌های آسیب دیده نیاز خواهیم داشت. این امر به نوبه خود هزینه‌ها را کاهش می‌دهد و کیفیت زندگی بیمار را نیز افزایش می‌دهد زیرا می‌تواند از سلول‌های بنیادی به جای اندام‌های اهدایی که عرضه محدودی دارند استفاده کند.
استفاده از نانوذرات برای تمایز سلول‌های بنیادی
دکتر ون در ادامه توضیح می‌دهد که چرا این فناوری جدید برای استفاده از خواص منحصر به فرد سلول‌های بنیادی مورد نیاز است. با افزایش سن، تعداد سلول‌های بنیادی در بدن ما به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد. بنابراین، برای استفاده از پتانسیل آنها برای بازسازی بافت‌ها و اندام‌های سلولی آسیب‌دیده، باید آنها را در بدن پیوند می‌زدیم. متأسفانه، سلول‌های بنیادی معرفی‌شده معمولاً در عرض یک هفته پس از ورود به بدن می‌مردند، اما تمایز آنها به سایر انواع سلول‌ها ممکن بود حدود چهار هفته طول بکشد. بنابراین، ما در آزمایشگاه خود، سلول‌های بنیادی را در خارج از بدن رشد می‌دادیم. سپس با استفاده از روش جدیدمان، اطلاعات ژنتیکی خاصی را با استفاده از نانوذرات وارد سلول‌ها می‌کردیم تا آنها را به نوع خاصی از سلول تبدیل کنیم. هنگامی که سلول‌ها به نوع سلول هدف تمایز یافتند، آنها را در ناحیه ای از بدن که بافت آسیب دیده وجود داشت قرار می‌دادیم تا بتوانند به بازیابی آن ناحیه کمک کنند. در یک مطالعه قبلی، تیم گلوگاه در فرآیند تحویل نانوذرات به سلول‌های بنیادی را شناسایی کرد. آنها نشان دادند که نانوذرات در وزیکول‌های حباب‌مانندی به دام افتاده‌اند که از ورود آنها به سلول بنیادی جلوگیری می‌کند، اما دلیل آن مشخص نشد.
موانع شکسته شده در راه ورود به سلول
برای درک چگونگی غلبه بر مشکلات ناشی از سد سلول‌های بنیادی، تیم محققان راه‌هایی را برای بهبود حرکت نانوذرات در سراسر غشای سلولی مورد مطالعه قرار دادند که می‌تواند اطلاعات ژنتیکی را حمل کند که تبدیل یک سلول بنیادی را به نوع سلول جدید آن هدایت کند. دکتر Ruan می‌گوید: «ما روش‌های زیادی را امتحان کردیم که در انواع دیگر سلول‌ها مؤثر بوده‌اند، و متوجه شدیم که اکثر این روش‌ها به طرز بدی شکست خورده‌اند، حتی آن‌هایی که امید زیادی به آنها داشتیم». در نهایت متوجه شدیم که پوشش نانوذرات در نوعی پلیمر به آنها کمک می‌کند تا وارد سلول‌های بنیادی شوند. نانوذرات پوشش داده شده برخلاف ذرات بدون پوشش از گیر افتادن در وزیکول‌ها جلوگیری می‌کردند. در واقع به نظر می‌رسید که به طور کامل وزیکول‌ها را دور زده و مستقیم‌تر وارد سلول می‌شوند. در واقع این روشی نبود که ما انتظار داشتیم موفق باشد.» هنوز مشخص نیست که چرا این پوشش کار می‌کند، اما این کشف به کارآمدتر کردن انتقال اطلاعات ژنتیکی به سلول‌های بنیادی کمک می‌کند تا کنترل سلول‌ها آسان‌تر شود. با این حال، تیم تشخیص می‌دهد که تا استفاده بالینی از این روش، راه طولانی در پیش است. دکتر Ruan می‌گوید: «نه تنها نیاز به بهینه‌سازی بیشتر تحویل به سلول‌ها داریم، بلکه باید دقیقاً زمان وقوع آن را نیز کنترل کنیم.» اما این یک گام بزرگ در مسیر درست است.»
چرا ورود به سلول‌های بنیادی اینقدر دشوار است
اگرچه کشف آسان‌تر عبور نانوذرات پوشش‌داده‌شده به سلول‌های بنیادی به حل مشکل انتقال کمک کرده است، اما این سوال اساسی که چرا ورود سلول‌های بنیادی اینقدر دشوار است، همچنان باقی است. بنابراین، این تیم به سد اطراف سلول‌های بنیادی، یعنی غشای سلولی، نگاه کردند تا ببینند کدام ویژگی‌ها چنین ویژگی‌های منحصر به فردی را به آنها می‌دهد. آنها از شش موش نمونه‌های سلول بنیادی گرفتند و از دستگاهی به نام سونیکاتور، مانند یک مته پنوماتیک کوچک، برای شکستن سلول‌ها استفاده کردند، سپس میزان آسیب را اندازه‌گیری کردند، آنها دریافتند که شکستن غشای سلول‌های بنیادی در مقایسه با سایر انواع سلولی که انتقال اطلاعات ژنتیکی به آن آسان تر است، دشوارتر است.
غشای سلولی با میزان کلسترول بالا
دکتر Ruan می‌گوید: "غشاهای سلول‌های بنیادی در هنگام سونیکاسیون قوی تر از سایر انواع سلول به نظر می‌رسید. نتایج اولیه این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که سلول‌های بنیادی حاوی کلسترول بیشتری در غشای سلولی خود هستند." این کلسترول اضافی غشاء را سفت‌تر می‌کند، مشابه مشکلات ناشی از کلسترول در رگ‌های خونی ما. شاید به همین دلیل باشد که عبور نانوذرات از غشای سلول‌های بنیادی بسیار دشوار است، اگرچه تحقیقات بیشتری برای تأیید این موضوع مورد نیاز است. " اگرچه نتایج اولیه هستند، اما این درک از خواص سلول‌های بنیادی به توسعه تحویل سلول‌های بنیادی با استفاده از نانوذرات پوشش داده شده و بهینه سازی درمان‌های احیا کننده آینده کمک بیشتری می‌کند.
پایان مطلب/.