روش جدید تولید بافت غضروف از سلول‌های بنیادی توسط محققان
مهندسی بافت غضروف بدون داربست
محققان ساوتهمپتون راه جدیدی برای تولید بافت غضروف از سلول‌های بنیادی پیدا کردند. این تکنیک می‌تواند راه را برای توسعه یک روش درمانی جدید بسیار ضروری برای افرادی که غضروف آسیب‌دیده دارند، هموار کند.
غضروف در مفاصل همانند یک ضربه‌گیر عمل می‌کند اما باتوجه‌به فرسایش روزانه یا ضربات ناشی از فعالیت‌های ورزشی یا افتادن، بسیار در معرض آسیب‌دیدگی قرار دارد. رویکرد جراحی استاندارد و درجه یک فعلی برای بازسازی بخش‌های آسیب‌دیده غضروف با استفاده از سلول‌های غضروفی، کاملاً موفقیت‌آمیز نیست. دلیل این امر هم این بوده است که زنده‌مانی بافت تعمیری که با استفاده از سلول‌های غضروفی در محل آسیب‌دیده صورت می‌گیرد، بعد از ۵ تا ۱۰ به طرز چشمگیری کاهش پیدا می‌کند. با این تفاسیر، نیاز به یک روش درمان جدید وجود دارد تا با کاشت بافت غضروفی به‌جای سلول غضروفی در محل آسیب‌دیده بتواند زنده‌مانی پس از تعمیر را طولانی‌تر کند.
دانشمندان در مرکز توسعه انسانی، سلول‌های بنیادی و باززایی عقیده دارند که احتمالاً پاسخ را با تولید بافت غضروف از سلول‌های بنیادی پیدا کرده باشند. آن‌ها توانستند با تمایز موفقیت‌آمیز سلول‌های بنیادی جنینی به سلول‌های غضروفی و سپس استفاده از این سلول‌ها برای تولید تکه‌های سه‌بعدی بافت غضروف بدون استفاده از هیچ‌گونه مواد پشتیبان طبیعی یا مصنوعی، در محیط آزمایشگاهی بافت غضروف ایجاد کنند. به این روش تکنیک مهندسی بافت غضروف بدون داربست می‌گویند. بافت غضروفی ایجاد شده از نظر ساختاری و مکانیکی شبیه غضروف طبیعی انسان است و همچنین از این پتانسیل برخوردار است که بتواند دوام و استحکام غضروف تعمیری را طولانی‌تر از گزینه‌های درمانی فعلی کند که در حال حاضر در اختیار بیماران قرار دارند.
این محققان اولین افرادی هستند که از تکنیک بدون داربست برای تولید بافت غضروف از سلول‌های بنیادی (باززایی بافت غضروفی) استفاده می‌کنند که اندازه آن به بیش از یک میلی‌متر بالا برسد بدون این که تأثیری بر ساختار یا خواص مکانیکی آن داشته باشد. این تیم تحقیقاتی امیدوار است که تولید بافت غضروف از سلول‌های بنیادی در آزمایشگاه بتواند بعد از انجام تحقیقات بیشتر، به طور متداولی در جراحی غضروف‌های آسیب‌دیده بکار رود.
این تحقیق بین‌رشته‌ای که در مجله journal Scientific Reports منتشر شد، تحت هدایت دکتر فرانچسکا هوگتون (Franchesca Houghton) و دکتر راهول تار (Rahul Tare ) اعضای دانشکده پزشکی دانشگاه ساوتهمپتون صورت گرفت.
”این تحقیق به نوبه خود هیجان‌آور است زیرا توانایی ما برای باززایی غضروف با ویژگی‌هایی مشابه با غضروف طبیعی انسان، از این پتانسیل برخوردار است که یک فراورده بافتی مهندسی‌شده قوی را برای تعمیر غضروف فراهم کند.“
Dr Franchesca Houghton, Faculty of Medicine, University of Southampton
”این رویکرد مبتنی بر بافت برای جایگزین‌کردن بافت‌های مشابه از این پتانسیل برخوردار است که بتواند تغییر کوچکی در رویکردهای فعلی مبتنی بر سلول برای تعمیر غضروف آسیب‌دیده و گرفتن نتایج طولانی‌مدت برای بیماران ایجاد کند.“
Dr Tare
محدودیت‌های روش‌های قبلی
غضروف مفصلی هیالین (شکل بالا) انتهای استخوان‌ها را می‌پوشاند و یک سطح هموار را برای حرکت مفاصل فراهم کرده و در آن‌ها نقش ضربه‌گیر ایفا می‌کند. کندروسیت‌ها انواع اصلی سلول‌های موجود در غضروف هستند و با تولید یک ماتریکس خارجی متشکل از کلاژن نوع II و پروتئوگلیکان (اگریکان) نقش ضروری در حفظ غضروف ایفا می‌کنند. باتوجه به اینکه غضروف رگ خونی ندارد و تعداد سلول کمتری دارد، از ظرفیت پایینی برای تعمیر خود برخوردار است.
در حال حاضر هیچ ماده دارویی برای درمان جامع نقص‌های غضروفی مفصلی وجود ندارد. به همین دلیل، رویکردهای پزشکی مبتنی بر باززایی جهت تعمیر غضروف مفصلی، اساساً بر روی تولید بافت غضروف از منابع سلولی مرتبط مثل کندروسیت‌های مفصلی انسان (HACs)، سلول‌های پیش‌ساز کندورسیت‌ها (CPCs) و غیره متمرکز بوده‌اند.
اگر چه کندروسیت‌های مفصلی انسان بطور گسترده‌ای در رویکردهای ترمیمی غضروف مفصلی استفاده می‌شوند، استفاده از آن‌ها با محدودیت‌هایی روبرو است. برای مثال، گرفتن بیوپسی از غضروف به جراحی باز نیاز دارد که بنوبه خود باعث بروز بیماری در بافت بخشنده می‌شود. همچنین تعداد معدودی کندروسیت را می‌توان از بیوپسی غضروف جدا نمود. بنابراین، به کشت گسترده سلول برای افزایش تعداد کندروسیت‌ها در محیط آزمایشگاه نیاز است. محدودیت بعدی تمایز کندورسیت‌ها به دلیل کشت تک‌لایه‌ای دو بعدی و کوتاه بودن طول عمر آن‌ها در محیط آزمایشگاه است.
سلول‌های بنیادی جنینی انسان (hESCs) منبع قابل‌دسترسی از سلول‌های پلوری‌پوتنت (قابل تبدیل به انواع دیگر سلول‌ها) و خود تجدیدپذیر به همراه دارابودن مزیتی مثل مصونیت ویژه، برای تولید بافت غضروف از سلول‌های بنیادی فراهم می‌کنند.
منبع
https://www.news-medical.net/news/20210928/Southampton-researchers-invent-new-way-to-generate-cartilage-tissue-from-stem-cells.aspx
