درمان آسیب نخاعی در موش‌ها با کُره‌های سلولی سه‌بعدی

به گزارش گروه دانش و فناوری به نقل از ایسنا، یک نانوساختار که سلول‌های بنیادی عصبی در آن تعبیه شده‌اند، با داشتن مزایای ساختاری و بیولوژیکی نسبت به مدل‌های پیشین، نخاع آسیب‌دیده را در موش‌ها ترمیم کرد.

در پژوهش‌های پایه و بالینی، تلاش‌های درمانی پس از آسیب نخاعی معمولا نوعی از خوددرمانی را با استفاده از عوامل خارجی شیمیایی یا بیولوژیکی به کار می‌برند. درمان با سلول‌های بنیادی که سلول‌های بنیادی عصبی را برای بازسازی عصبی تحریک می‌کند، در گذشته توجه زیادی را به خود جلب کرده است، اما مزایای آن باید در عمل دیده شود.

«یوآنهوا سانگ»(Yuanhua Sang)، پژوهشگر «دانشگاه شاندونگ»(Shandong University) چین، گفت: چالش‌های زیادی در درمان آسیب نخاعی وجود دارد؛ از جمله چگونگی دستیابی به بازسازی مؤثر عصب، نحوه دستیابی به درمان ویژه و این که آیا پیوند سلول‌ها یا مواد، مشکلات جدیدی را به همراه خواهد داشت یا خیر.

اگرچه پیوند سلول‌های بنیادی عصبی یک مدعی قوی برای درمان آسیب نخاعی است، اما می‌تواند با مشکلاتی همراه باشد. سلول‌های بنیادی عصبی برای کمک کردن به ترمیم نخاع باید رشد کنند و به سلول‌های عصبی کاملا توسعه‌یافته تبدیل شوند، اما این سلول‌ها در صورت پیوند زده شدن، برای بقاء و تبدیل شدن به انواع دیگر سلول‌های عصبی که برای بازسازی نخاع آسیب‌دیده مورد نیاز هستند، مشکل دارند.

انتقال مواد مغذی با کمک نانوتسمه‌ها

یکی از روش‌های پیوند سلول‌های بنیادی عصبی که برای درمان آسیب نخاعی در حال بررسی است، از کُره‌های سلولی استفاده می‌کند. این کُره‌ها، مجموعه‌ای سه‌بعدی از سلول‌ها هستند که معمولا با نوعی نانومواد برای پشتیبانی و حفاظت ساختاری همراه شده‌اند.

«مین هائو»(Min Hao)، پژوهشگر دانشگاه شاندونگ گفت: در روش رایج تبدیل کردن سلول‌های بنیادی به یک کُره‌ سه‌بعدی نمی‌توان اکسیژن، مواد مغذی و سایر عناصر را با موفقیت به هسته کُره‌ منتقل کرد. زمانی که سلول‌های کشت‌شده نتوانند به اکسیژن و مواد مغذی دسترسی داشته باشند، مرگ سلولی رخ می‌دهد و هر گونه تلاش برای ترمیم غیرممکن می‌شود.

سانگ، هائو و همکارانشان برای برطرف کردن این مشکل، نوع جدیدی از کُره‌ سلولی را طراحی و ابداع کردند. آنها از یک ماده معدنی کلسیم فسفات موسوم به «هیدروکسی‌آپاتیت»(Hydroxyapatite) استفاده کردند که معمولا در استخوان یافت می‌شود و به صورت تجاری برای ترمیم آن به کار می‌رود. این گروه پژوهشی، هیدروکسی‌آپاتیت را برای ساختن نانوساختارهای نی‌مانند به کار بردند که به دلیل شباهت به تسمه، نانوتسمه نامیده می‌شوند.

پژوهشگران این نانوتسمه‌ها را با «پلی‌دوپامین»(Polydopamine) پوشاندند. پلی‌دوپامین، یک پوشش پلیمری چسبناک شبیه به ترشحات صدف‌ها و اکسید آهن سوپرپارامغناطیس را تشکیل داد. اکسید آهن سوپرپارامغناطیس، نانوذراتی هستند که وقتی در معرض میدان مغناطیسی بیرونی قرار می‌گیرند، مغناطیسی می‌شوند. نانوتسمه‌های هیدروکسی‌آپاتیت با سلول‌های بنیادی عصبی موش ترکیب شدند. در حالی که پلی‌دوپامین به سلول‌ها کمک می‌کند تا بهتر به نانوساختار بچسبند، اکسید آهن در طول پیوند، کُره‌ را به صورت مغناطیسی در مناطق خاصی هدف قرار می‌دهد.

پژوهشگران از طریق یک مجموعه آزمایش‌های برون‌تنی و درون‌تنی دریافتند که کُره‌ها از نظر ساختاری سالم، زیست‌سازگار و پایدار هستند. به گفته هائو، این نانوساختارها نقش کمربند حمل‌ونقل مواد مغذی را بر عهده داشتند.

جلوگیری از مرگ سلول

نانوتسمه با حمل مواد مغذی، اکسیژن و سایر مولکول‌های محلول، از مرگ سلولی رایج در مدل‌های پیشین جلوگیری کرد. به موازات آن، عملکرد بیولوژیکی نانوتسمه به سلول‌های عصبی پیوندی کمک کرد تا زنده بمانند، بالغ شوند و به سرعت گسترش پیدا کنند.

هائو گفت: نانوتسمه‌های دو عملکردی هیدروکسی‌آپاتیت، تبدیل سلولی را که در کُره‌های سلولی سه‌بعدی صورت می‌گیرد، تقویت می‌کنند.

سلول‌های بنیادی عصبی موش که به شکل کُره‌های سلولی سه‌بعدی پیوند زده شدند، توانستند پس از آسیب نخاعی، ترمیم را تقویت کنند. پژوهشگران باور دارند که این کُره‌های سلولی سه‌بعدی اصلاح‌شده می‌توانند یک روش درمانی را برای آسیب‌های نخاعی ناشی از تصادف رانندگی ارائه دهند.

وی افزود: راهبرد کُره‌های هیبریدی چندمنظوره سه‌بعدی، چشم‌انداز جدیدی را برای درمان فراتر از ترمیم آسیب نخاعی به ارمغان می‌آورد. این روش درمانی، سلول‌های بنیادی را نه تنها در آسیب نخاعی، بلکه در سایر بیماری‌ها نیز تقویت می‌کند.

به گفته هائو، این کُره‌های سلولی را می‌توان در ترمیم استخوان‌ها و همچنین در سایر تنظیمات سلولی به کار گرفت.

سانگ گفت: تنظیم چندعملکردی کُره سلولی از جمله ریزمحیط عصبی آن پس از پیوند به بدن، چیزی است که ما باید بهبود ببخشیم و مکانیسم درون‌تنی را باید بیشتر مورد بررسی قرار دهیم. ما در حال حاضر با پژوهشگران حوزه‌های پزشکی و زیست‌شناسی برای بهبود آن کار می‌کنیم.

این پژوهش در مجله «Advanced Functional Materials» به چاپ رسید.

انتهای پیام