به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، نقایص غضروف مفصلی معمولاً ناشی از تروما است و با عوارض قابل توجهی همراه است. از آنجایی که غضروف یک بافت بدون عروق، آنورال و لنفاوی با توانایی شفای ذاتی ضعیف است، بازسازی غضروف هیالین عملکردی یک مشکل بالینی دشوار است. سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) سلول‌های چند توانی با پتانسیل تمایز چند خطی، از جمله توانایی تمایز به سلول‌های غضروفی هستند. با توجه به در دسترس بودن و سهولت گسترش ex vivo، پزشکان به طور فزاینده‌ای از MSCها در درمان ضایعات غضروفی استفاده می‌کنند. با این حال، علیرغم تشویق داده‌های پیش بالینی و بالینی، ناسازگاری در پتانسیل تکثیر و غضروفی MSC بسته به اهداکننده، منبع بافت، زیر مجموعه سلولی، شرایط کشت و تکنیک‌های جابجایی، مانعی کلیدی برای کاربرد بالینی گسترده درمان MSC در بازسازی غضروف باقی می‌ماند. 
آسیب غضروف مفصلی و مدیریت آن
غضروف مفصلی یک بافت بسیار تخصصی است که در مفاصل سینوویال در سطوح مفصلی استخوان‌ها یافت می‌شود. چگالی کمی از کندروسیت‌ها دارد که یک ماتریکس خارج سلولی غنی (ECM) متشکل از کلاژن‌ها، پروتئوگلیکان‌ها، آب و یون‌ها را تولید و حفظ می‌کند. شبکه کلاژن متراکم به استحکام کششی و سفتی برشی غضروف مفصلی کمک می‌کند. محتوای بالای پروتئوگلیکان در غضروف غضروف مفصلی را قادر می‌سازد تا در برابر نیروهای فشاری مقاومت کند و تحمل وزن را امکان پذیر می‌کند. با ترشح لوبریسین توسط کندروسیت‌های ناحیه سطحی، غضروف توسط یک لایه روان کننده پوشانده می‌شود و ضریب اصطکاک پایینی دارد و سطح صافی را برای حرکت بدون وقفه مفصل فراهم می‌کند. با این حال، بارگذاری مکرر مکانیکی با شدت بالا و ضربه حاد می‌تواند باعث آسیب غضروف شود. غضروف مفصلی با توجه به ماهیت بدون عروق، آنورال و آلمفاتیک خود، ظرفیت بازسازی ذاتی محدودی دارد و به راحتی پس از آسیب بهبود نمی‌یابد. این با چگالی کم سلول‌های غضروفی در غضروف مفصلی و چگالی بالای ECM غضروف، که مانع مهاجرت سلول‌های غضروفی موضعی به محل آسیب می‌شود، تشدید می‌شود.
  سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) برای بازسازی غضروف
سلول‌های بنیادی مزانشیمی سلول‌های چند توانی با پتانسیل تمایز چند خطی، از جمله توانایی تمایز به سلول‌های غضروفی و تولید ECM حاوی کلاژن نوع II هستند. استفاده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی به عنوان یک منبع سلولی جایگزین برای بازسازی غضروف مزایای متعددی را به همراه دارد. اولاً، سلول‌های بنیادی مزانشیمی اتولوگ را می‌توان نسبتاً به راحتی از طریق روش‌های کمتر تهاجمی، بدون آسیب رساندن به غضروف‌های سالم موجود، برداشت کرد. منابع بافتی مختلفی برای برداشت MSC در دسترس هستند، از جمله مغز استخوان، بافت چربی، خون بند ناف و مایع سینوویال. بر خلاف کندروسیت‌ها، سلول‌های بنیادی مزانشیمی می‌توانند در شرایط آزمایشگاهی بدون از دست دادن فنوتیپ خود از طریق تمایززدایی تحت انبساط قرار گیرند. سلول‌های آلوژنیک را می‌توان در مهندسی بافت نیز مورد استفاده قرار داد، زیرا نشان داده شده است که سلول‌های بنیادی مزانشیمی از سیستم ایمنی فرار می‌کنند. به این ترتیب، بسیاری از مطالعات پیش بالینی و کارآزمایی‌های بالینی در مورد استفاده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی برای بازسازی غضروف انجام شده است. In vivo، کاشت درون مفصلی سلول‌های بنیادی مزانشیمی منجر به بهبود ترمیم غضروف در هر دو مدل حیوانی کوچک و بزرگ شده است. از نظر بالینی، هفت سال پیگیری طولانی، پس از کاشت سلول‌های بنیادی مزانشیمی محصور شده در یک هیدروژل اسید هیالورونیک، سلول‌های بنیادی مزانشیمی را برای درمان نقایص غضروف ایمن و مؤثر تشخیص داده است. به عنوان یک درمان کمکی، یک کارآزمایی بالینی تصادفی آینده‌نگر چند مرکزی اخیراً نشان داده است که تزریق داخل مفصلی سلول‌های بنیادی مزانشیمی BM-MSC پس از ریزشکستگی منجر به بهبود ترمیم و گرایش به سمت بهبود نتایج بالینی در آسیب‌های غضروف مفصلی زانو شده است. یک روش ترمیم غضروف تک مرحله‌ای، با استفاده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی آلوژن و کندرون‌های اتولوگ در چسب فیبرین، به طور مشابه نتایج ایمنی پنج ساله خوبی را گزارش کرده و به بهبود بالینی منجر شده است.
ناهمگونی سلول‌های بنیادی مزانشیمی
علیرغم تشویق نتایج پیش بالینی و بالینی، ناسازگاری در ویژگی‌های MSC همچنان یک مانع کلیدی برای کاربرد گسترده بالینی درمانی MSC در بازسازی غضروف باقی مانده است. درجه بالای تنوع در ساقه سلول‌های بنیادی مزانشیمی و پتانسیل غضروفی یک چالش برای مقیاس پذیری، تکرارپذیری و استانداردسازی قدرت درمانی است. توصیف مکانیسم‌های عمل اگزوزومی MSC محدود است، تا حدی به دلیل ناهمگونی MSC. این امر تحقیقات بیشتر در مورد قدرت ترشح MSC را محدود می‌کند و ممکن است کاربرد بالینی و تجاری سازی اگزوزوم درمانی MSC را در آینده محدود کند. ناهمگونی سلول‌های بنیادی مزانشیمی بسته به اهدا کننده، منبع بافت سلول‌های بنیادی مزانشیمی، زیر مجموعه سلول‌ها، شرایط کشت و تکنیک‌های جابجایی می‌تواند در سطوح مختلف رخ دهد. درجه زیادی از تنوع بین فردی در کیفیت MSC وجود دارد، حتی زمانی که از یک منبع بافتی جدا شده باشد. با افزایش سن اهداکننده، تعدیل ایمنی، تکثیر و تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی کاهش می‌یابد.
مدیریت ناهمگونی سلول‌های بنیادی مزانشیمی برای بازسازی موثرتر غضروف
علاوه بر انتخاب اهداکننده و منبع بافت MSC مناسب، این بخش در مورد استراتژی‌های دیگری برای مدیریت ناهمگنی سلول‌های بنیادی مزانشیمی ex vivo برای ترمیم مؤثرتر غضروف، یعنی از طریق کاهش دوره گسترش کشت MSC، و انتخاب سلول‌های بنیادی مزانشیمی با پتانسیل غضروفی بالاتر توضیح می‌دهد. 
کاهش دوره گسترش
تنوع فوق‌الذکر در زیرجمعیت‌های MSC ظاهر می‌شود و در طول گسترش کشت، با کلنی‌های منفرد که در نهایت جای خود را به ترکیبی از سلول‌های ناهمگن می‌دهند که با قدرت‌های متفاوت مشخص می‌شوند، تقویت می‌شوند. عبور گسترده در شرایط آزمایشگاهی همچنین منجر به کاهش پتانسیل مهاجرت و پتانسیل تمایز MSC می‌شود که منجر به تولید بافت غضروفی کمتری می‌شود. سلول‌های بنیادی مزانشیمی در کشت طولانی‌مدت، سطوح بتا-گالاکتوزیداز را در مقایسه با سلول‌های بنیادی مزانشیمی اهداکنندگان مسن تولید می‌کنند، که نشان می‌دهد طول کشت ممکن است تأثیر بیشتری بر پیری MSC نسبت به سن اهداکننده داشته باشد. پس از گسترش کشت طولانی مدت، سلول‌های بنیادی مزانشیمی AD-MSC همچنین افزایش تولید سیتوکین‌های پیش التهابی و کاهش تولید واسطه‌های ضد التهابی را نشان می‌دهند. 
انتخاب MSC بر اساس نشانگرهای خاص
بیان نشانگرهای سطح سلولی خاص با افزایش پتانسیل بازسازی غضروف زیرجمعیت های MSC مرتبط است. غربالگری سلول‌های بنیادی مزانشیمی از نظر قدرت، گسترش انتخابی زیرجمعیت‌های MSC با ویژگی‌های همگن و مطلوب را امکان‌پذیر می‌کند و کاربرد درمانی MSC را افزایش می‌دهد. انتخاب ممکن است با تکنیک‌هایی مانند مرتب سازی سلول‌های فعال شده مغناطیسی (MACS) یا مرتب سازی سلول‌های فعال شده با فلورسانس (FACS) و با ترکیبی از نشانگرها برای بهبود بالقوه ویژگی غربالگری انجام شود.
انتخاب سلول‌های بنیادی مزانشیمی بر اساس ویژگی‌های بیوفیزیکی خاص
سلول‌های بنیادی مزانشیمی با گسترش طولانی‌مدت در شرایط آزمایشگاهی، تغییراتی را در مورفولوژی و خواص فیزیکی ایجاد می‌کنند، با تجزیه و تحلیل بیوفیزیکی چند متغیره سلول‌های بنیادی مزانشیمی منبسط شده با کشت، همبستگی بین اندازه سلول، سفتی، نوسانات غشای هسته‌ای، نشانگرهای بیومولکولی MSC و عملکرد را نشان می‌دهد. تکنیک‌های جداسازی سلولی با توان بالا برای انتخاب سلول‌های بنیادی مزانشیمی بر اساس این ویژگی‌ها در حال توسعه هستند. سیتومتری تغییر شکل‌پذیری چند پارامتری، سلول‌ها را بر اساس ویژگی‌های بیوفیزیکی متعدد، مانند اندازه، تغییر شکل‌پذیری، و مورفولوژی، از طریق تمرکز اینرسی میکروسیالی، کشش هیدرودینامیکی سلول‌ها و ضبط ویدیوی با سرعت بالا طبقه‌بندی می‌کند. از آنجایی که تمایز MSC منجر به سازماندهی مجدد A/C لامین و افزایش سطوح هتروکروماتین می‌شود، سفتی MSC نیز مستقیماً با میزان تمایز غضروفی مرتبط است.
آسیب غضروف مفصلی به شدت بر کیفیت زندگی بیماران تأثیر می‌گذارد و بازاری را برای محصولات بازسازی غضروف ایجاد می‌کند که ارزش آن در سال 2021 852 میلیون دلار بود. در حالی که درمان با سلول‌های بنیادی مزانشیمی پتانسیل بهبود ترمیم غضروف را دارد، سلول‌های بنیادی مزانشیمی بسیار ناهمگن هستند و ناهماهنگی در کیفیت MSC از مقیاس پذیری، تکرارپذیری و استانداردسازی برای کاربردهای بالینی جلوگیری می‌کند. بنابراین، آزمایش‌های بالینی در مقیاس بزرگ که از درمان MSC برای بازسازی غضروف استفاده می‌کنند، کامل نشده‌اند. برای تسریع پیشرفت درمان MSC، شرکت‌های متعددی رسانه‌های گسترش بهینه اختصاصی MSC را توسعه داده‌اند که بدون سرم و زنو برای گسترش مطمئن MSCها هستند. شناسایی نشانگرهای ژنتیکی مناسب ممکن است انتخاب اهداکنندگان را برای سلول‌های بنیادی مزانشیمی با عملکرد بالا در درمان آلوژنیک بهبود بخشد. علاوه بر این، استفاده از ویژگی‌های بیوفیزیکی بهینه برای انتخاب سلول‌های بنیادی مزانشیمی غضروفی مطلوب ممکن است تحویل یک فنوتیپ MSC سازگارتر از نظر عملکردی را تسهیل کند، بنابراین ترجمه درمان MSC را به کلینیک برای بهبود بازسازی غضروف ممکن می‌سازد.
پایان مطلب/