به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، غضروف بافتی است که از استخوان‌ها با جذب ضربه محافظت می‌کند و حرکت صاف مفصل را تسهیل می‌کند. پیوند سلول‌های بنیادی به دلیل ظرفیت بازسازی که دارند، یک رویکرد درمانی امیدوارکننده برای رفع التهاب و آسیب غضروف و همچنین ترویج بازسازی غضروف است. با این حال، محدودیت اصلی این تکنیک ناپدید شدن سریع سلول‌های بنیادی پیوندی از سطح غضروف صاف و محیط سیال اطراف غضروف است که منجر به نتایج درمانی با تاثیرگذاری کمتر می‌شود. در همین راستا تیم مشترکی از محققان POSTECH، مرکز پزشکی دانشگاه Dongguk و Nature Gluetech در کره یک استراتژی درمانی جدید برای غضروف آسیب دیده ایجاد کرده اند که شامل استفاده از مایع چسبناک غیرقابل اختلاط است که می‌تواند پیوند سلول‌های بنیادی را به بافت آسیب دیده تسهیل کند. در واقع پروتئین چسب از صدف و اسید هیالورونیک مشتق شده است. نتایج این تحقیق در مجله مهندسی شیمی منتشر شده است.

صدمات غضروفی اغلب ویرانگر هستند و بیشتر آنها به دلیل ظرفیت ذاتاً پایین بازسازی بافت‌های غضروف هیچ درمانی ندارند. ظهور سیستم‌های کشت سلول‌های بنیادی سه بعدی منجر به پیشرفت‌هایی در زیست‌شناسی تکوینی، مدل‌سازی بیماری‌ها و پزشکی بازساختی شده است. به عنوان مثال، سلول‌های بنیادی، پس از پیوند موفقیت‌آمیز، در ابتدا می‌توانند عوامل تغذیه‌ای را برای کاهش التهاب در محل‌های آسیب غضروف ترشح کنند و سپس به سلول‌های غضروفی (مانند غضروف‌ها) برای بازسازی عملکردی تمایز پیدا کنند.

ظرفیت بازسازی بافت غضروف مفصلی (AC)

غضروف مفصلی (AC) بافت صاف و سفیدی است که انتهای استخوان‌ها را می پوشاند تا امکان سر خوردن طبیعی مفصل فراهم شود . در حالی که AC یک بافت سفت و سخت است که قادر به تحمل بار سخت برای چندین دهه است، اغلب می‌تواند در اثر ضربه‌ای بیش از حد مجاز یا ضربه‌های کوچک تکراری و پیچ خوردگی آسیب ببیند.  متأسفانه، AC در بزرگسالان ظرفیت بازسازی بسیار محدودی دارد و آسیب به AC در نهایت باعث ایجاد استئوآرتریت (OA) می شود . در حالی که ضایعات پیشرفته AC، از جمله OA، ممکن است با جایگزینی کامل مفصل (TJR) درمان شوند، این روش برای جمعیت‌های جوان‌تر، که طول عمر طولانی‌تری دارند، توصیه نمی‌شود. علاوه بر این، TJR همچنین می‌تواند با عوارض تهدید کننده زندگی مانند ترومبوآمبولی و عفونت پری پروتز همراه باشد. بنابراین، بازسازی AC آسیب دیده در آن جمعیت‌ها برای جلوگیری از پیشرفت آسیب بیشتر و وقوع OA نشان داده شده است. به این دلایل، بسیاری از استراتژی های مختلف برای بازسازی AC آسیب دیده توسعه یافته است که یکی از مهمترین آنها پیوند سلولی است.

ماده چسبنده زیستی

محققان یک ماده چسبنده زیستی جدید به شکل فاز مایع چسبناک غیرقابل اختلاط را برای غلبه بر محدودیت‌های استراتژی درمان مرسوم توسعه دادند. این با ترکیب پروتئین چسبنده مشتق شده از صدف با اسید هیالورونیک با وزن مولکولی بالا، که بارهای مخالف را نشان می‌دهد و بنابراین تعاملات الکترواستاتیکی بین آنها را تسهیل می‌کند، به دست آمده است. این تیم با مهندسی یک چسب زیستی مایع بسیار چسبناک که در آب متلاشی یا متورم نمی‌شود، ماده چسبی را فرموله کردند که می‌تواند سلول‌های بنیادی را به طور ایمن محصور کند و اتصال محکم آنها را به محل پیوند تسهیل کند.

حفظ بقای سلول‌های بنیادی بعد از پیوند

در این مطالعه سلول‌های بنیادی به عنوان یک داروی احیا کننده برای بازسازی غضروف مورد بررسی قرار گرفته اند در حالی که در ابتدا پیش‌بینی می‌شد که سلول‌های بنیادی پیوند شده زنده بمانند و به محل دریافت‌کننده پیوند بخورند، ولی مشخص شد که این سلول‌ها  بعد از پیوند به سرعت از محل پیوند ناپدید می‌شوند. بنابراین، برای اطمینان از اثرات ماندگار و دستیابی به بهبود ساختاری، بقای طولانی مدت و پیوند سلول‌های پیوندی ضروری است. از آنجایی که سلول‌ها می‌توانند با تعامل نزدیک با سلول‌های مجاور بهتر زنده بمانند، می‌توان انتظار داشت که حفظ سلول‌های بنیادی پیوندی و جلوگیری از پراکندگی آنها در حفره مفصلی بقای سلولی و متعاقب آن پیوند مؤثر را افزایش دهد.

ویژگی‌های داربست‌ پیوند دهنده سلول‌های بنیادی

داربست‌های مشتق شده از مواد مختلف مانند فلزات، پلیمرها، فیبرین و کلاژن به عنوان حامل سلول‌های بنیادی برای پیوند در نقایص غضروفی توسعه یافته اند. اگرچه ادغام بافت غضروف و کامپوزیت سلول-داربست پیوندی برای بازسازی موفقیت آمیز غضروف مهم است، اما به دلیل سفتی و چسبندگی/تثبیت ناموفق داربست ها محدودیت‌های متعددی برای فرآیند ادغام وجود دارد. بنابراین، خواص زیر از مواد داربست می‌تواند شرایط مفیدی را برای مهندسی بافت برای بازسازی غضروف فراهم کند: 1) سازگاری زیستی در شرایط فیزیولوژیکی، 2) چسبندگی ایمن در زیر آب برای تسهیل میل سلولی و ادغام با غضروف بومی، 3) امکان تزریق، و 4) کپسوله سازی همگن پایدار سلول‌های بنیادی . بنابراین در این کار، ما یک سیستم چسبندگی مایع غیرقابل اختلاط بسیار چسبناک با استفاده از پروتئین چسبندگی صدف مهندسی زیستی (MAP) پیشنهاد کردیم که می‌تواند سلول‌های بنیادی پیوندی را با ایجاد چسبندگی زیر آب به نقص AC کپسوله و حفظ کند. MAP ها بیومواد مشتق شده از صدف با قابلیت چسبندگی در زیر آب هستند. MAPها به دلیل زیست سازگاری، ادغام موفقیت آمیز با بافت میزبان و قابلیت چسبندگی زیر آب به بسترهای مختلف، با موفقیت در زمینه های مختلف مهندسی بافت استفاده شده اند .

شیوه مطالعاتی

علاوه بر این، این تیم نشان داد که سلول‌های بنیادی محصور شده در چسب زیستی مایع در هنگام پیوند به غضروف معیوب در ارزیابی مدل خرگوش، با نگهداری طولانی مدت سلول‌های بنیادی پیوندی در غضروف آسیب دیده، بازسازی غضروف را تسهیل کرده و اثرات درمانی پیوند سلول‌های بنیادی را افزایش دادند. یکی از مزایای اضافی مایع چسب توسعه یافته توسط این تیم شامل یک چسب طبیعی است که به هیچ فرآیند فیزیکی یا شیمیایی اضافی نیاز ندارد.

دستاوردهای این مطالعه

پروفسور هیونگ جون چا، که رهبری این تحقیق را بر عهده داشت، اظهار داشت: "اثرات درمانی سلول‌های بنیادی را می‌توان با استفاده از پروتئین چسبنده صدف، یک ماده زیستی اصلی که در کره توسعه یافته است، به طور قابل توجهی افزایش داد. از آنجایی که چسب زیستی مایع را می‌توان برای تزریق فرموله کرد، این پتانسیل را هم دارد در زمانی که برای پیوند سلول‌های بنیادی از طریق آرتروسکوپ، مشابه آندوسکوپ، استفاده می‌شود، یک درمان موثر برای غضروف آسیب دیده باشد.

فناوری مواد پروتئین چسبنده صدف به شرکت Nature Gluetech، آموزشی ویبولیتین منتقل شده است و انتظار می‌رود به زودی مطالعه بالینی چسب سلول‌های بنیادی به نام CartiFix که برای درمان آرتریت در این تحقیق ساخته شده است، آغاز شود.

پایان مطلب/.