ابداع روش جدید ترمیم ماهیچه با برنامهنویسی مجدد سلولها و داربست هیبریدی

ديجياتو/محققان با ترکيب تکنيک برنامهنويسي مجدد سلول با نوعي داربست هيبريدي موفق به ابداع تکنيک جديدي شدند که ميتواند عضله آسيب ديده را ترميم کند.
يکي از روشهاي بازسازي ماهيچه، تغيير کاربري سلولهايي است که عملکرد کاملاً متفاوتي در بدن دارند. به اين روش برنامه نويسي مجدد سلولها (direct cell reprogramming) گفته ميشود. محققان حالا اين تکنيک را با ساختاري جديد ترکيب کردهاند که عملکرد صحيح سلولها پس از عمل پيوند را تضمين ميکند. اين روش با موفقيت روي موش آزمايش شده است.
برنامه نويسي مجدد سلولها، زمينهاي نوظهور اما با پتانسيل بالاست و در گذشته به کمک آن سلولهاي پوست به سلولهاي بتا براي توليد انسولين در بيماران ديابتي، تبديل سلولهاي ساختاري به سلولهاي ضرباني براي درمان قلب آسيب ديده و تبديل يکي از سلولهاي چشم به سلول ديگر براي معکوس کردن نابينايي در موشها استفاده شده است.
محققان در اين تحقيق توجه خود را معطوف پديدهاي به نام فقدان ماهيچهاي حجمي (volumetric muscle loss) کردند که ناشي از آسيبهاي شديد مثل تصادفات رانندگي يا عملهاي برداشتن تومور است. اين پديده سبب ميشود تا ماهيچه تا حد زيادي توانايي طبيعي ترميم خود را به خاطر جراحات از دست بدهد و گزينههاي درمان آن محدود هستند.
نمودار پيشرفت ترميم ماهيچه به کمک تکنيک جديد a) يک هفته b و c) چهار هفته پس از عمل پيوند.
محققان براي درمان اين پديده از تکنيک برنامه نويسي مجدد سلول کمک گرفتند که عملکرد يک سلول را با سلول ديگر تغيير ميدهد. محققان در اين روش سلولهاي ساختاري مهمي به نام «فيبروبلاست ها» که در بافتهاي اتصالي بدن يافت ميشوند را به کمک نوع خاصي از فاکتورهاي رونويسي به سلولهايي ماهيچه ساز به نام myogenic progenitor cells يا iMPC تبديل کردند.
آنها سپس توجه خود را معطوف ساخت نوعي ساختار پشتيبان کردند تا از رشد سلولهاي پيوندي در خانه جديد خود اطمينان حاصل کنند. آنها نوعي ترکيب شيميايي به نام پليکپرولاکتون (Polycaprolactone) استفاده کرده و پس از ايجاد خلل و فرج، آن را با يک هيدروژل حاوي نوعي بيومتريال ترکيب کردند که عمدتاً از آن براي درمان فقدان ماهيچهاي حجمي استفاده ميشود.
محققان با استفاده ترکيبي از اين ساختار مصنوعي-طبيعي و سلولهاي بازنويسي شده، موفق به ساخت فيبرهاي مهندسي شده ماهيچه درون محيط کشت (in vitro) شدند که خصوصياتي مشابه با ماهيچه واقعي دارد. بکارگيري اين ساختار ماهيچهاي در موشهاي مبتلا به فقدان ماهيچهاي حجمي سبب رشد عضله، تقويت و ترميم ماهيچههاي آسيب ديده شد و به عبارت ديگر اين بيماري را درمان کرد.
يافتههاي اين تحقيق در ژورنال Advanced Materials منتشر شده است.