ترمیم عضلات آسیب‌دیده با نانومحرک‌ها

یکی از درمان‌های ایده‌آل در حوزه پزشکی ترمیمی برای بیمارانی که عضلات آنها به خاطر کمبود اکسیژن آسیب دیده، این است که با تزریق سلول‌های بنیادی خودشان تقویت شوند.

پژوهشگران "دانشگاه ایلی‌نوی در اربانا- شمپین"(UIUC) در بررسی جدید خود نشان دادند که نانومحرک‌ها می‌توانند قدرت بازسازی سلول‌های بنیادی را در اندام موش‌ها تقویت کنند. این نانومحرک‌ها، نانوذراتی هستند که از مولکولی تغذیه می‌کنند که بدن آن را به صورت طبیعی برای ترمیم زخم تولید می‌کند.

"هیونجون کونگ"(Hyunjoon Kong)، استاد مهندسی شیمی و زیست‌سلولی دانشگاه ایلینوی و سرپرست این پژوهش گفت: ما تصمیم گرفتیم تا عملکردهای طبیعی سلول‌های بنیادی را به کار ببریم و عوامل محرک را برای برطرف کردن "ایسکمی"(Ischemia) عضله به کار ببریم.

ایسکمی عضله که آسیب به عضله در اثر کمبود اکسیژن یا ذخیره خون است، می‌تواند ناشی از چند عامل مانند جراحت یا "بیماری سرخرگ محیطی"(PAD) باشد. این باور وجود داشته که سلول‌های بنیادی به دست آمده از بافت چربی خود بیمار می‌توانند عوامل لازم را برای به وجود آمدن رگ‌های خونی جدید در عضله آسیب دیده فراهم کنند اما آزمایش‌های درون‌ جانداری نشان داده‌اند که محدودیت‌هایی در این میان وجود دارد زیرا به نظر می‌رسد که فعالیت سلول‌های بنیادی، پس از تزریق به عضله کاهش می‌یابد.

مولکولی موسوم به "فاکتور نکروز توموری آلفا"(TNF) که به صورت طبیعی در بدن تولید می‌شود، می‌تواند سلول‌های بنیادی را بیش از عوامل مذکور تحریک کند. پژوهشگران دیگر تلاش کرده‌اند تا سلول‌ها را پیش از تزریق، با  فاکتور نکروز توموری آلفا کشت کنند اما اثرات آن به سرعت از بین رفتند.

پژوهشگران دانشگاه ایلی‌نوی تصمیم گرفتند تا فاکتور نکروز توموری آلفا را مستقیما به سلول‌های بنیادی متصل کنند و نانومحرک‌هایی را به وجود بیاورند که به فاکتور نکروز توموری آلفا متصل هستند. این نانومحرک‌ها، به گیرنده روی سطح سلول‌های بنیادی متصل می‌شوند و امکان انتقال فاکتور نکروز توموری آلفا را فراهم می‌کنند.

"مارنی بوپارت"(Marni Boppart)، از نویسندگان این پژوهش گفت: مزیت اصلی سلول‌های بنیادی در ترمیم بافت، لزوما توانایی آنها در ترمیم بافت از دست رفته نیست، بلکه این سلول‌ها می‌توانند عوامل رشد و سیتوکین‌ها را نیز برای کمک به این روند منتشر کنند. این روش، مزایای قابل توجهی دارد به خصوص هنگامی که سلول‌ها در بافت‌های آسیب‌دیده، بیمار یا سالخورده به کار می‌روند.

پژوهشگران، روش خود را روی موش‌ها آزمایش کردند. آنها طی این آزمایش، سلول‌های بنیادی را از بافت چربی جدا کردند، آنها را با نانومحرک‌ها ادغام کردند و سپس آنها را به پای آسیب دیده موش‌ها تزریق کردند.

پژوهشگران با این آزمایش دریافتند که جریان خون و سطح اکسیژن، در پای مبتلا به ایسکمی افزایش یافت و به بهبود تحرک آن منجر شد. موش‌ها پس از این آزمایش توانستند مسافت بیشتری را طی کنند و پاهای آنها قوی‌تر شد.

پژوهشگران تاکید کردند که برای تنظیم شرایط مناسب برای کشت و آماده‌سازی سلول‌های بنیادی و بررسی آثار بلندمدت آن، باید پژوهش‌های بیشتری انجام شود.

این پژوهش، در مجله "ACS Nano" به چاپ رسید.