درمان سلولی عضلات اسکلتی یک رویکرد امیدوارکننده برای پیشگیری از بیماری‌های عضلانی و تحلیل عضلانی مرتبط با پیری است. با این حال، کاشت سلول‌ها برای درمان تحلیل عضلانی که ناشی از بیماری نباشد، مانند سارکوپنی، غیرممکن به نظر می‌رسد زیرا سلول‌های تزریقی به ندرت به بافت عضله سالم پیوند می‌خورند. علاوه بر این، سلول‌های بنیادی سوماتیک خاص عضلات اسکلتی، که به آن‌ها سلول‌های ماهواره‌ای گفته می‌شود، پس از کشت در محیط آزمایشگاهی و تبدیل به میوبلاست‌ها، توانایی چسبیدن به بافت را از دست می‌دهند. محققان دانشگاه متروپولیتن توکیو راهی برای درمان تحلیل عضلانی مرتبط با پیری با استفاده از پزشکی بازساختی توسعه داده‌اند. روش‌های مرسوم برای کاشت میوبلاست‌ها، پیش‌سازهای فیبر عضلانی، نیاز به آسیب قبلی دارند تا سلول‌های جدید به درستی در بدن پیوند بخورند. با افزودن مایع ماتریکس خارج سلولی (ECM) به کاشت، تیم تحقیقاتی توانستند میوبلاست‌ها را بر روی عضله سالم در موش‌ها پیوند دهند. تکنیک آن‌ها راه را برای استفاده از کاشت برای درمان تحلیل عضلانی سالم ناشی از پیری هموار می‌کند. این تحقیق در مجله Frontiers in Cell and Developmental Biology منتشر شده است.

بیماری سارکوپنی و دیستروفی عضلانی دوشن

تحلیل و ضعف عضلات اسکلتی مرتبط با پیری، که به عنوان سارکوپنی شناخته می‌شود، یک مشکل عمده است، به‌ویژه در کشورهای توسعه‌یافته. سارکوپنی نه تنها از طریق اختلالات عضلانی فعالیت بدنی را مختل می‌کند، بلکه مقاومت بدن در برابر بیماری‌های مختلف مانند زوال عقل، دیابت و بیماری‌های قلبی را کاهش می‌دهد و در نهایت کیفیت زندگی را کاهش می‌دهد. ورزش مقاومتی همراه با دریافت مناسب مواد مغذی تنها راه حفظ توده عضلانی اسکلتی است، اما برای افراد مسن و ناتوان جسمی که دچار سارکوپنی پیشرفته هستند، انجام تمرینات با شدت بالا که توده عضلانی و قدرت را بازیابی می‌کند، خطر تصادف و ناتوانی به همراه دارد. در حال حاضر، داروی مؤثری برای درمان سارکوپنی وجود ندارد و بسیاری از محققان در تلاش هستند تا روشی برای درمان و پیشگیری از تحلیل عضلانی مرتبط با پیری ایجاد کنند. کاشت سلول به بافت عضلانی اسکلتی به طور گسترده‌ای باور دارد که می‌تواند یک مداخله درمانی سریع برای تحلیل عضلات ارائه دهد. عضله اسکلتی که ظرفیت بالای ترمیم دارد، حاوی سلول‌های بنیادی سوماتیک به نام سلول‌های ماهواره‌ای است. سلول‌های ماهواره‌ای بین غشای پلاسمایی سلول‌های عضلانی (فیبر عضلانی) و لامینای پایه قرار دارند؛ به‌طور مهمی، آن‌ها پتانسیل بالای میوژنی دارند. اگرچه این سلول‌ها معمولاً در بافت عضلانی بالغ سالم در حالت خوابیده هستند، اما زمانی که فیبرهای عضلانی آسیب می‌بینند، سلول‌های ماهواره‌ای فعال می‌شوند و به میوبلاست‌ها تمایز پیدا می‌کنند . میوبلاست‌ها تکثیر می‌شوند و با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا فیبرهای عضلانی آسیب‌دیده را ترمیم یا فیبرهای جدید ایجاد کنند، در حالی که برخی به حالت خوابیده بازمی‌گردند تا یک مخزن سلولی بنیادی برای آمادگی برای آسیب‌های بعدی حفظ کنند. به طور طبیعی، می‌توان از سلول‌های ماهواره‌ای و میوبلاست‌ها انتظار داشت که فیبرهای عضلانی را ترمیم کنند زمانی که به عضلات تحلیل‌رفته پیوند شوند. در واقع، کاشت سلول به بافت عضلانی هم‌اکنون به عنوان درمانی برای بیماری‌های عضلانی ژنتیکی مانند دیستروفی عضلانی دوشن (DMD) استفاده می‌شود. با این حال، کاشت سلول‌های عضلانی به عنوان آخرین راه‌حل برای درمان عضله در نظر گرفته می‌شود و محدود به بیماری‌های شدید عضلانی است و هنوز برای پیشگیری از تحلیل عضلانی که به طور معمول با پیری رخ می‌دهد، استفاده نشده است.

تحلیل عضلانی مرتبط با پیری

تحلیل عضلانی مرتبط با پیری در عضلات اسکلتی می‌تواند تأثیرات مخربی بر کیفیت زندگی افراد داشته باشد و آن‌ها را در معرض طیف وسیعی از بیماری‌ها قرار دهد. رژیم‌های پیشگیرانه مانند ورزش مقاومتی و رژیم غذایی مناسب از نظر بهداشت عمومی بسیار حیاتی هستند اما به دلیل مقیاس و فوریت این مشکل اجتماعی، راه‌حل کامل به حساب نمی‌آیند. به همین دلیل، محققان به دنبال درمان‌های مؤثر برای تحلیل عضلانی هستند. یکی از مسیرهای امیدوارکننده برای این کار، پزشکی بازساختی است که از سلول‌های بنیادی برای ایجاد و تقویت عضلات موجود استفاده می‌کند. با این حال، این کار به این سادگی‌ها نیست. صرفاً کاشت میوبلاست‌ها، پیش‌سازهای عضلات اسکلتی، مشکل را حل نمی‌کند. در بیشتر موارد، سلول‌های جدید به عضله موجود پیوند نمی‌خورند و در نهایت از بین می‌روند. جالب است که این مشکل زمانی که آسیب وجود دارد یا بیمار دچار بیماری‌هایی مانند آتروفی عضلانی دوشن است که فیبرهای عضلانی سریع‌تر از آنکه ترمیم شوند، از هم می‌پاشند، اتفاق نمی‌افتد. ویژگی مشترک این حالت‌ها این است که عضله در وضعیت «ترمیم» قرار دارد و سلول‌های بنیادی موجود در بافت عضله اسکلتی که سلول‌های ماهواره‌ای نامیده می‌شوند، در حالت فعال قرار دارند و سیگنال‌های مناسب را برای پیوند سلول‌ها منتشر می‌کنند.

شیوه مطالعاتی

اکنون، تیمی به رهبری استاد یاسورو فورویچی از دانشگاه متروپولیتن توکیو روشی جدید برای کاشت میوبلاست‌ها توسعه داده است. به جای تزریق صرفاً میوبلاست‌ها، آن‌ها مایع ماتریکس خارج سلولی (ECM) را به مایع تزریقی اضافه کردند که به عنوان "اسکافولد" عمل می‌کند و به نگه‌داری سلول‌ها در بدن کمک می‌کند. ترمیم ECM بخش بزرگی از فرآیند ترمیم عضله است؛ تیم تحقیقاتی این‌طور استدلال کرد که خود ECM ممکن است حاوی برخی از مواد لازم برای تحریک پیوند موفقیت‌آمیز میوبلاست‌ها به فیبرهای عضلانی اسکلتی باشد. در آزمایشاتی که بر روی موش‌ها انجام شد، محققان دریافتند که مقادیر بالاتر ECM به همراه میوبلاست‌ها منجر به پیوند بیشتر میوبلاست‌ها به بافت سالم می‌شود. با این حال، این کار بدون چالش نبوده است؛ در مقادیر بالاتر از یک حد خاص، فیبریل‌های کلاژن به داخل بافت سالم جدید نفوذ کردند .

نتایج حاصل از مطالعه

تیم توانست این مشکل را با افزایش غلظت میوبلاست‌های کشت شده در کاشت حل کند. تا کنون، آن‌ها توانسته‌اند حجم عضله در جلوی ساق موش‌ها (تبیالیس آنتریور) را تا 10% افزایش دهند. اگرچه آن‌ها هنوز نتوانسته‌اند به طور دقیق تعیین کنند که کدام جزء ECM به سلول‌های عضلانی کمک می‌کند تا به درستی وارد بدن شوند، این گامی بزرگ به سوی استفاده از پزشکی بازساختی برای درمان یک مشکل بهداشت عمومی جهانی است.

پایان مطلب/.