به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان،  سلول‌های پیش‌ساز کبدی (HPCs) می‌توانند در بازسازی کبد نقش داشته باشند، اما معمولاً به بافت‌های موجود به خوبی نمی‌چسبند، که این مسئله اثربخشی درمان را کاهش می‌دهد. اکنون، پژوهشگران دانشگاه بیرمنگام روشی ابداع کرده‌اند که در آن سلول‌های HPC با قندهای طبیعی (پلی‌ساکاریدهایی مانند هیالورونیک اسید و آلژینات) پوشش داده می‌شوند که این کار باعث «چسبناک‌تر» شدن سلول‌ها می‌شود.

بازسازی کبد و سلول درمانی

پیوند کبد همچنان تنها درمان قطعی برای طیفی از بیماری‌های کبدی اکتسابی و مادرزادی محسوب می‌شود. با این حال، کمبود اندام‌های اهدایی مناسب، دسترسی به پیوند را به درصد کمی از بیماران محدود کرده است و این کمبود بحرانی، ضرورت توسعه راهکارهای درمانی جایگزین را برجسته می‌سازد. درمان‌های بازساختی مبتنی بر سلول به عنوان جایگزینی امیدوارکننده مطرح شده‌اند که توانایی بازگرداندن عملکرد کبد را از طریق تکثیر خارج‌بدنی و پیوند مجدد سلول‌های ترمیمی فراهم می‌سازند. مدل‌های پیش‌بالینی درون‌زنده (in vivo) بازیابی عملکرد قابل‌توجهی را پس از پیوند سلولی نشان داده‌اند، به‌طوری‌که سلول‌های پیوندی به بازسازی کبد و بازیابی عملکرد متابولیک کمک می‌کنند. با وجود این نتایج امیدوارکننده، کارایی پایین جای‌گیری سلول‌ها در بافت میزبان، یک مانع اساسی در مسیر کاربرد بالینی گسترده‌تر این روش‌ها باقی مانده است. پس از پیوند، معمولاً بین ۸۰ تا ۹۰ درصد از سلول‌های کبدی (هپاتوسیت‌ها) به دلیل چسبندگی ناکافی به اندوتلیوم سینوسی و همچنین آسیب‌های سیتوتوکسیک ناشی از سیتوکین‌ها و استرس اکسیداتیو، از بین می‌روند. به‌ویژه، سلول‌های پیش‌ساز کبدی (HPCs) نرخ جای‌گیری به‌مراتب پایین‌تری دارند (کمتر از ۵ درصد)، که نیاز فوری به راهکارهای نوآورانه برای بهبود تحویل و ماندگاری سلولی را نشان می‌دهد.

مهندسی سلول پیوند شده

از آنجا که جای‌گیری سلولی عمدتاً توسط تعاملات سطح سلول و ماتریکس پیرامونی آن کنترل می‌شود، سطح سلول به‌عنوان هدفی منطقی برای مهندسی مطرح است. روش‌های سنتی اصلاح ژنتیکی با هدف افزایش بیان گیرنده‌های سطحی برای هدایت سلول‌ها به بافت هدف طراحی شده‌اند. با این حال، این روش‌ها زمان‌بر و پرهزینه هستند و با خطراتی نظیر جهش‌زایی ناشی از درج ژن و بیان ناهمگون ترانس‌ژن همراه‌اند. در پاسخ به این چالش‌ها، راهکارهای جایگزینی توسعه یافته‌اند که امکان افزودن انواع گسترده‌ای از ویژگی‌های عملکردی به سطح سلول، از جمله مولکول‌های زیست‌فعال و عوامل درمانی، را فراهم می‌کنند تا بتوان رفتار سلولی و تعامل آن با ریزمحیط بافتی را اصلاح کرد. در میان این رویکردها، مهندسی الیگوساکاریدهای متابولیکی (MOE) که توسط کارولین برتوزی و همکارانش بنیان‌گذاری شده است، به‌عنوان تکنیکی بسیار نویدبخش مطرح شده است. این فناوری امکان وارد کردن گروه‌های شیمیایی غیرطبیعی را به گلیکان‌های سطح سلول فراهم می‌کند؛ گلیکان‌هایی که فراوانی بالایی در سطح سلول دارند و به‌عنوان بستری ایده‌آل برای اتصال مولکول‌های مختلف عمل می‌کنند. این روش، راهکاری مدولار و غیرژنتیکی برای مهندسی سطح سلول فراهم می‌آورد که می‌تواند موجب بهبود جای‌گیری، هدف‌گیری دقیق و اثربخشی بهتر درمان‌های سلولی بازساختی در کبد شود.

مهندسی الیگوساکاریدهای متابولیکی (MOE)

مهندسی الیگوساکاریدهای متابولیکی (MOE) از آنالوگ‌های غیرطبیعی قند استفاده می‌کند که دارای گروه‌های شیمیایی زیست‌سازگار (bio-orthogonal) هستند تا مسیرهای زیستی سنتز گلیکان را «ربوده» و جایگزین قندهای طبیعی کنند. بالاترین میزان پوشش سطح سلول از طریق مشتقات N-استیل مانوزآمین (ManNAc) مانند N-آزیدواستیل مانوزآمین-تترااستات (Ac₄ManNAz) به دست می‌آید، چرا که این ترکیبات در مسیر زیستی سنتز اسید سیالیک شرکت می‌کنند و به‌طور مؤثری به آزیدواستیل سیالیک اسید تبدیل می‌شوند؛ موادی که در نهایت در گلیکوکونژوگه‌های سیالیله متصل به N و O گنجانده می‌شوند. با استفاده از این فناوری، غشای سلول‌های پستانداران در شرایط درون‌کشتگاهی (in vitro) و درون‌زنده (in vivo) از طریق واکنش بدون‌مس حلقه‌افزایی آلکین-آزید با تنش فعال (SPAAC) عملکردی شده است. این روش امکان اتصال طیف وسیعی از ویژگی‌ها را فراهم کرده است؛ از رنگ‌های فلورسنت برای هدف‌گیری تومور، تا پپتیدهایی برای تعدیل ایمنی، و پلیمرهای سنتزی برای ایجاد داربست‌های سلولی با ماندگاری بالا. در مطالعات اخیر، از این شیمی برای ایجاد یک لایه محافظ استفاده شده که رشد تومور را در مدل‌های حیوانی سرکوب کرده است. همچنین، این فناوری در توسعه مواد هیبریدی زنده نیز به کار رفته است. این تحقیقات اخیر شواهد قابل‌توجهی از قابلیت کاربرد روش MOE را به‌عنوان راهکاری نوآورانه برای رفع چالش‌های درمان‌های سلولی مبتنی بر پزشکی بازساختی ارائه می‌دهند.

بکارگیری سلول بنیادی پوشش‌داده‌شده

سلول‌های پوشش‌داده‌شده چسبندگی بسیار بیشتری به بافت‌های کبد و سایر سلول‌ها از خود نشان دادند – به این معنا که این سلول‌ها احتمال بیشتری دارند که در جای خود باقی بمانند و به ترمیم کبد کمک کنند. این پوشش آسیبی به سلول‌ها نمی‌رساند و عملکرد طبیعی آن‌ها را مختل نمی‌کند. سلول‌های HPC پوشش‌داده‌شده همچنان می‌توانند به سلول‌های کبدی تبدیل شوند و وظایفشان – مانند تولید پروتئین‌های مهم – را انجام دهند. یافته‌های این پژوهش امروز (۱۰ ژوئیه) در مجله Communications Biology منتشر شد. دانشمندان دانشگاه بیرمنگام و شرکت InSphero AG در سوئیس، توضیح می‌دهند که سلول‌های HPC را با استفاده از روشی خاص، بدون دست‌کاری ژنتیکی، با پلی‌ساکاریدها پوشش داده‌اند. دکتر ماریا کیارا آرنو، نویسنده اصلی این مطالعه از دانشگاه بیرمنگام، گفت.«برای بسیاری از بیماری‌های شدید کبدی، تنها گزینه پیوند کبد است، اما کمبود اعضای اهداشده وجود دارد. این روش جدید می‌تواند جایگزینی مؤثر از طریق افزایش کارایی درمان با سلول شود و به بیماران بیشتری کمک کند.»

مهندسی متابولیک الیگوساکاریدی (MOE)

پژوهشگران برای پوشش‌دهی سلول‌ها از تکنیکی به نام مهندسی متابولیک الیگوساکاریدی (MOE) استفاده کردند. این سلول‌ها در شرایط آزمایشگاهی شبیه بدن انسان، روی سطوح مختلف از جمله میکروبافت‌های کبدی و سلول‌های اندوتلیال (که دیواره رگ‌های خونی را پوشش می‌دهند) آزمایش شدند. سلول‌های پوشش‌داده‌شده نرخ چسبندگی بسیار بالاتری نسبت به سلول‌های بدون پوشش نشان دادند. این مطالعه نشان داد که سلول‌های پوشش‌داده‌شده با هیالورونیک اسید، بهتر پخش می‌شوند و ساختارهایی تشکیل می‌دهند که به چسبندگی آن‌ها کمک می‌کند. همچنین، این پوشش باعث افزایش تولید پروتئین‌هایی خاص به نام اینتگرین‌ها (integrins) شد که به سلول‌ها در چسبیدن و درک محیط اطرافشان کمک می‌کنند. نکته مهم اینکه این پوشش‌ها موقتی هستند و فقط به اندازه‌ای دوام دارند که سلول‌ها پس از پیوند در بدن تثبیت شوند، بدون آنکه در عملکرد عادی آن‌ها اختلال ایجاد کنند. «رویکرد ما از تغییر ژنتیکی اجتناب می‌کند، که این موضوع استفاده از آن در محیط بالینی را ساده‌تر می‌کند. ما معتقدیم این روش قابل تطبیق برای سایر انواع سلول‌ها نیز هست و در حال برنامه‌ریزی برای مطالعات بیشتر در زمینه تأثیر آن بر سلامت سلول و پاسخ‌های ایمنی هستیم.»

پایان مطلب/.