مطالعه روش جدیدی را برای انتقال موثر ذرات به سلول های بنیادی معرفی می کند

یک مطالعه اخیر روش جدیدی را برای انتقال ذرات به سلول های بنیادی معرفی کرده است که نفوذ به آنها بسیار دشوار است. این کشف هدایت و تقویت فرآیندهای دخیل در پزشکی بازساختی را آسان‌تر می‌کند.

پزشکی احیا کننده از این واقعیت استفاده می کند که سلول های بنیادی بدن ما می توانند به انواع سلول های دیگر تبدیل شوند که برای بازسازی بافت ها و اندام ها مانند سلول های قلب یا عصبی حیاتی هستند.

هر نوع سلول دارای خواص و عملکردهای تخصصی است، بنابراین استفاده از پتانسیل رشد سلول های بنیادی به این معنی است که پزشکی احیاکننده برخی از امیدوارکننده ترین درمان ها را برای بسیاری از بیماری ها ارائه می دهد.

برای کنترل نوع سلولی که سلول‌های بنیادی به آن تغییر می‌کنند، دانشمندان باید با وارد کردن اطلاعات ژنتیکی در هسته سلول‌های بنیادی، ژن‌های سلول‌ها را دوباره برنامه‌ریزی کنند، زیرا اپراتور خطوط راه‌آهن را برای تغییر جهت قطار تنظیم می‌کند.

با این حال، سلول‌های بنیادی از محافظت قوی برای جلوگیری از ورود هر چیزی مانند پوست ما برخوردار هستند، بنابراین دستکاری تمایز سلول‌های بنیادی مشکل‌ساز بوده است.

محققان با استفاده از سلول های بنیادی موش صحرایی برای غلبه بر این مشکل کار کرده اند و راهی برای دور زدن سد محافظ سلول ها ایجاد کرده اند.

روش جدید ما به این معنی است که می‌توانیم اطلاعات ژنتیکی را سریع‌تر و کارآمدتر به سلول‌های بنیادی برسانیم و نوع سلولی که تبدیل می‌شوند را کنترل کنیم.»

دکتر گانگ روان، از دانشگاه شیان جیائوتنگ-لیورپول (XJTLU)، چین، و نویسنده مربوطه

دکتر Xiaowei Wen، همچنین از XJTLU و یکی از نویسندگان مربوطه، می‌افزاید: “توانایی برای کنترل تمایز سلولی با این روش جدید به این معنی است که می‌توانیم کارایی درمان با سلول‌های بنیادی را بهبود بخشیم زیرا می‌توانیم بهتر کنترل کنیم که سلول‌ها به چه چیزی تبدیل می‌شوند. این به معنای سلول‌های کمتر است. هدر خواهد رفت و به طور کلی به سلول های کمتری برای کمک به بازسازی یا ترمیم بافت ها و اندام های آسیب دیده نیاز خواهیم داشت.

این امر به نوبه خود هزینه ها را کاهش می دهد و کیفیت زندگی بیمار را افزایش می دهد زیرا می توان از سلول های بنیادی به جای اندام های اهدایی که عرضه محدودی دارند استفاده کرد.

راه حل های داربست

دکتر ون توضیح می دهد که چرا این فناوری جدید برای استفاده از خواص منحصر به فرد سلول های بنیادی مورد نیاز است.

با افزایش سن، تعداد سلول‌های بنیادی در بدن ما به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد. بنابراین، برای استفاده از پتانسیل آن‌ها برای بازسازی بافت‌ها و اندام‌های سلولی آسیب‌دیده، باید آن‌ها را در بدن کاشتیم.

متأسفانه، سلول‌های بنیادی معرفی‌شده معمولاً در عرض یک هفته پس از ورود به بدن می‌میرند، اما تمایز آن‌ها به سایر انواع سلول‌ها ممکن است حدود چهار هفته طول بکشد.

بنابراین، در آزمایشگاه خود، سلول‌های بنیادی را در خارج از بدن رشد می‌دهیم. سپس با استفاده از روش جدیدمان، می‌توانیم اطلاعات ژنتیکی خاصی را با استفاده از نانوذرات وارد سلول‌ها کنیم تا آنها را به نوع خاصی از سلول تبدیل کنیم.

هنگامی که سلول ها به نوع سلول هدف تمایز یافتند، آنها را در ناحیه ای از بدن که بافت آسیب دیده وجود دارد قرار می دهیم تا بتوانند به بازیابی آن کمک کنند.

در مطالعه قبلی، تیم گلوگاه در فرآیند تحویل نانوذرات به سلول‌های بنیادی را شناسایی کرد. آن‌ها نشان دادند که نانوذرات در وزیکول‌های حباب‌مانندی به دام افتاده‌اند که از ورود آن‌ها به سلول بنیادی جلوگیری می‌کند، اما دلیل آن مشخص نشد.

موانع شکسته شده

برای درک چگونگی غلبه بر مشکلات ناشی از سد سلول های بنیادی، تیم محققان راه هایی را برای بهبود حرکت نانوذرات در سراسر غشای سلولی مورد مطالعه قرار دادند که می تواند اطلاعات ژنتیکی را حمل کند که تبدیل یک سلول بنیادی را به نوع سلول جدید آن هدایت کند. .

دکتر روان می‌گوید: «ما روش‌های زیادی را امتحان کردیم که در انواع دیگر سلول‌ها مؤثر بوده‌اند، و متوجه شدیم که اکثر این روش‌ها به طرز بدی شکست خورده‌اند، حتی آن‌هایی که امید زیادی به آنها داشتیم».

در نهایت متوجه شدیم که پوشش نانوذرات در نوعی پلیمر به آنها کمک می‌کند تا وارد سلول‌های بنیادی شوند.

نانوذرات پوشش داده شده برخلاف ذرات بدون پوشش از گیر افتادن در وزیکول‌ها جلوگیری می‌کردند. در واقع به نظر می‌رسید که به طور کامل وزیکول‌ها را دور زده و مستقیم‌تر وارد سلول می‌شوند.

در واقع این روشی نبود که ما انتظار داشتیم موفق باشد.»

هنوز مشخص نیست که چرا این پوشش کار می‌کند، اما این کشف به کارآمدتر کردن انتقال اطلاعات ژنتیکی به سلول‌های بنیادی کمک می‌کند تا کنترل سلول‌ها آسان‌تر شود.

با این حال، تیم تشخیص می دهد که تا استفاده بالینی از این روش راه طولانی در پیش است.

دکتر Ruan می‌گوید: «نه تنها نیاز به بهینه‌سازی بیشتر تحویل به سلول‌ها داریم، بلکه باید دقیقاً زمان وقوع آن را نیز کنترل کنیم.»

اما این یک گام بزرگ در مسیر درست است.»

کشف از طریق تخریب

اگرچه کشف آسان‌تر عبور نانوذرات پوشش‌داده‌شده به سلول‌های بنیادی به حل مشکل انتقال کمک کرده است، اما این سوال اساسی که چرا ورود سلول‌های بنیادی اینقدر دشوار است، همچنان باقی است.

بنابراین، این تیم به سد اطراف سلول‌های بنیادی، یعنی غشای سلولی، نگاه کردند تا ببینند کدام ویژگی‌ها چنین ویژگی‌های منحصر به فردی را به آنها می‌دهد.

آن‌ها از شش موش نمونه‌های سلول بنیادی گرفتند و از دستگاهی به نام سونیکاتور، مانند یک مته پنوماتیک کوچک، برای شکستن سلول‌ها استفاده کردند، سپس میزان آسیب را اندازه‌گیری کردند.

آنها دریافتند که شکستن غشای سلول های بنیادی در مقایسه با سایر انواع سلولی که انتقال اطلاعات ژنتیکی به آن آسان تر است، دشوارتر است.

دکتر Ruan می گوید: “غشاهای سلول های بنیادی در هنگام سونیکاسیون قوی تر از سایر انواع سلول به نظر می رسید. نتایج اولیه این مطالعه همچنین نشان می دهد که سلول های بنیادی حاوی کلسترول بیشتری در غشای سلولی خود هستند.”

این کلسترول اضافی غشاء را سفت‌تر می‌کند، مشابه مشکلات ناشی از کلسترول در رگ‌های خونی ما. شاید به همین دلیل باشد که عبور نانوذرات از غشای سلول‌های بنیادی بسیار دشوار است، اگرچه تحقیقات بیشتری برای تأیید این موضوع مورد نیاز است. “

اگرچه نتایج اولیه هستند، اما این درک از خواص سلول های بنیادی به توسعه تحویل سلول های بنیادی با استفاده از نانوذرات پوشش داده شده و بهینه سازی درمان های احیا کننده آینده کمک بیشتری می کند.

https://www.xjtlu.edu.cn/en/news/researchers-overcome-stem-cell-delivery-barrier