به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، برای میلیون‌ها نفر در سراسر جهان بیماری دژنراتیو شبکیه یک مشکل حل نشده است، زیرا سلول‌های حساس به نور به نام گیرنده‌های نوری در پشت چشم بدون جایگزینی می‌میرند. به لطف تحقیقات جدید، راه حل درمانی برای این مشکل ممکن است دور از دسترس نباشد.در همین راستا در کشورهای توسعه یافته برای مقابله با عامل اصلی نابینایی، محققان از فناوری نانو برای کمک به رشد مجدد سلول‌های شبکیه استفاده کرده اند.

دژنراسیون ماکولا

 دژنراسیون ماکولا نوعی از دست دادن بینایی مرکزی است که پیامدهای اجتماعی، حرکتی و روانی گسترده ای دارد. صدها میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می‌دهد و در حال افزایش است. این انحطاط نتیجه سلول‌های رنگدانه شبکیه آسیب دیده است. بدن ما پس از شروع مرگ قادر به رشد و جایگزینی این سلول‌ها نیست، بنابراین دانشمندان در حال بررسی روش‌های جایگزین برای جایگزینی آنها و غشایی که در آن قرار دارند، بوده اند. باربارا پیرسیونک، بیوشیمیست دانشگاه آنگلیا راسکین، توضیح می‌دهد: «در گذشته، دانشمندان سلول‌ها را روی یک سطح صاف رشد می‌دادند که از نظر بیولوژیکی  با شرایط طبیعی بدن مرتبط نبوده است. اکنون با استفاده از این تکنیک‌های جدید، دانشمندان نشان داده‌اند که رده سلولی در محیط سه بعدی ارائه شده توسط داربست‌ها رشد می‌کند.

دلایل ایجاد AMD

از نظر بالینی، AMD ابتدا مرکز شبکیه را تحت تاثیر قرار می‌دهد. در ادامه به دلیل عدم تعادل سلولی و متابولیک مرتبط با افزایش سن با ایجاد مقادیر بیش از حد گونه‌های رادیکال آزاد بدتر می‌شود که همین امر باعث اختلال در عملکرد میتوکندری می‌شود. در نتیجه، در چشم‌های مبتلا به AMD، به دلیل نبود ملانوسیت‌ها، و در نهایت به ایجاد آتروفی در بافت شبکیه به دلیل افزایش مداوم استرس اکسیداتیو ناشی از کاهش ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سیستمیک منجر می‌شود. در دنیای شهری و صنعتی، دژنراسیون ماکولا وابسته به سن (AMD) یکی از دلایل اصلی از دست دادن بینایی مرکزی در گروه سنی مسن‌تر است. اگرچه چندین علت و مکانیسم برای اختلال عملکرد و انحطاط اپیتلیوم رنگدانه شبکیه (RPE) قبلاً شناسایی شده است، علائم این بیماری هنوز به طور کامل شناخته نشده است. اتیوپاتوژنز هنوز به طور کامل شناخته نشده است. در نتیجه، RPE از کار می‌افتد و به دلیل از دست دادن کنترل آناتومیکی بر سرکوب، هموستاز تغییر یافته، هموستاز چربی ناکارآمد و شکست میتوکندری، امکان تجمع پروتئین‌های نابجای تاخورده نابجا را فراهم می‌کند.

فرایند الکتروریسی در مهندسی بافت

امروزه نانوالیاف به عنوان يکی از مهمترين محصولات فناوری‌های نانو در بسياری از حوزه‌ها به‌ويژه در پوشش‌های زخم، مهندسی بافت، حوزه‌های دارويی، صنايع نساجی، صنايع رنگ و پوشش، صنايع شيميايی فناوری اطلاعات و ارتباطات، توليد و ذخيره‌سازی انرژی، بهينه‌سازی مصرف انرژی پيل‌های خورشيدی، محيط زيست، انواع حسگرهای زيستی و شيميايی، حوزه‌‎های مرتبط با زيست فناوری کشاورزی و ... کاربردهای زيادی پيدا کرده‌اند. الکتروریسی یک روش تولید الیاف است که از نیروی الکتریکی برای ایجاد الیافی با قطر در حدود صد نانومتر استفاده می‌کند. الکتروریسی ویژگی‌های هر دو الکتروپاشی و ریسندگی خشک محلول معمولی الیاف را دارد. این فرآیند نیازی به استفاده از دماهای بالا برای تولید رشته‌های جامد از محلول ندارد. این باعث می‌شود که این فرآیند به ویژه برای تولید الیاف با استفاده از مولکول‌های بزرگ و پیچیده مناسب باشد. الکتروریسی از پیش سازهای مذاب نیز انجام می‌شود. این روش تضمین می‌کند که هیچ حلالی نمی‌تواند به محصول نهایی منتقل شود. هنگامی که ولتاژ به اندازه کافی بالا به یک قطره مایع اعمال می‌شود، بدنه مایع باردار می‌شود و دافعه الکترواستاتیکی کشش سطحی را خنثی می‌کند و قطره کشیده می‌شود. و الیاف ایجاد می‌شوند.در ادامه ازدیاد طول و نازک شدن الیاف منجر به تشکیل الیاف یکنواخت با قطرهای نانومتری می‌شود. به طورکلی الياف از نظر ابعاد به سه دسته الياف معمولی، ميکرونی و نانوالياف طبقه‌بندی می‌شوند. الياف با قطر کمتر از يک صد نانومتر را نانوالياف می‌نامند.

ساخت داربست‌های سه بعدی پوشیده شده با استروئید

Biola Egbowon، دانشمند زیست پزشکی دانشگاه ناتینگهام ترنت و همکارانش این داربست‌های سه بعدی را با نانوالیاف پلیمری ساختند و آنها را با یک استروئید پوشاندند تا التهاب را کاهش دهند. این تیم با استفاده از تکنیکی به نام الکتروریسی، که الیافی به پهنای نانومتر را با پرتاب کردن یک پلیمر مذاب در یک میدان ولتاژ بالا تولید می‌کند، توانست داربست را به اندازه کافی نازک نگه دارد. پلیمر پلی اکریلونیتریل که آنها استفاده کردند استحکام مکانیکی ایجاد می‌کند و پلیمر جفامین آب را جذب می‌کند و اساساً به داربست مصنوعی اجازه می‌دهد تا به عنوان یک غشاء عمل کند. توانایی جذب آب این ماده چیزی است که به سلول‌ها کمک می‌کند به داربست متصل شوند و همچنین رشد آن‌ها را تشویق می‌کند، اما زمانی که این اثر خیلی قوی باشد، در تحقیقات قبلی با مرگ سلولی نیز مرتبط بوده است. به نظر می‌رسد فرمول جدید این تیم کاملاً درست باشد، زیرا این سیستم رشد و طول عمر سلول‌های آزمایشگاهی شبکیه را افزایش داده و آنها را برای حداقل 150 روز زنده نگه داشته است.

مزایای این داربست نسبت به داربست مشابه قبلی

تلاش‌های قبلی از کلاژن و سلولز برای ایجاد داربست مشابه استفاده می‌کردند، اما Egbowon و تیم بر این باورند که گزینه مصنوعی آن‌ها برای سازگاری با سیستم ایمنی ما آسان‌تر و اصلاح آن‌ها ساده‌تر خواهد بود. مطالعه جدید نشان داده است که این روش می‌تواند تک لایه مورد نیاز سلول‌های شبکیه را سالم نگه دارد و نشانگرهای زیستی تولید می‌کند که نشان می‌دهند عملکرد طبیعی‌تری نسبت به آنچه که در محیط‌های دیگر رشد می‌کنند، دارند. پیرسیونک می‌گوید: به بیانی دیگر «این تحقیق برای اولین بار نشان داد که داربست‌های نانوالیافی که با ماده ضدالتهابی مانند فلووسینولون استونید پوشانده می‌شوند، می‌توانند رشد، تمایز و عملکرد سلول‌های اپیتلیال رنگدانه شبکیه را افزایش دهند.» با این حال، هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که ما نمی‌دانیم این رویکرد چقدر برای درمان بیماران انسانی مبتلا به دژنراسیون ماکولا مفید خواهد بود.

چالش‌ها و گام‌های بعدی این مطالعه

تحقیقات دیگری در این زمینه در حال بررسی این موضوع است که آیا سلول‌های رشد یافته آزمایشگاهی می‌توانند دوباره به انواع دیگر سلول‌های شبکیه متصل شوند تا واحدهای بافتی را تشکیل دهند. تاکتیک دیگر شامل فعال کردن سلول‌های موجود در بافت چشم انسان است که سلول‌های شبکیه را در حیوانات دیگر بازسازی می‌کنند. گام‌های بعدی این تیم بررسی جهت گیری سلول‌ها خواهد بود، که برای اطمینان از اینکه آنها می‌توانند خون خوبی داشته باشند، قبل از اینکه بتوان آنها را برای آزمایش در یک سیستم زنده در نظر گرفت، مهم است. Egbowon و همکارانش در مقاله خود هشدار می‌دهند: "در حالی که این ممکن است نشان دهنده پتانسیل چنین داربست‌های سلولی در پزشکی احیا کننده باشد، اما به سوال زیست سازگاری با بافت انسانی (داشتن یک جایگزین بافتی فعال در بدن ) توجه نمی‌کند."  این تحقیق در Materials & Design منتشر شده است.

پایان مطلب/.