به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، شکستگی استخوان یکی از شایع‌ترین آسیب‌های اسکلتی در انسان است که می‌تواند از آسیب‌های ورزشی و تصادفات گرفته تا پوکی استخوان و بیماری‌های متابولیک رخ دهد. در بسیاری از موارد، ترمیم استخوان فرایندی طبیعی و خودبه‌خود است، اما در برخی بیماران این روند کند یا ناکامل پیش می‌رود. این مشکل به‌ویژه در شکستگی‌های پیچیده، شکستگی‌های باز یا در بیماران مسن که کیفیت بافت نرم و خون‌رسانی محدود است، شایع‌تر است. تا پیش از این، عمده توجه پژوهش‌ها بر سلول‌های موجود در لایه پوشاننده استخوان یا پریوست متمرکز بود که نقش مهمی در بازسازی استخوان دارند. اما مطالعات تازه نشان داده‌اند که منبع دیگری از سلول‌های ترمیمی در خود عضلات مجاور استخوان نهفته است. این سلول‌ها، که با نشانگر پروتئینی Prg4 شناسایی می‌شوند و در دسته فیبر-چربی‌سازها (fibroadipogenic progenitors – FAPs) قرار می‌گیرند، در شرایط عادی وظایف دیگری در عضله بر عهده دارند، اما در زمان آسیب، نقش کلیدی در ترمیم بافت استخوانی ایفا می‌کنند.

پژوهشگران با استفاده از مدل‌های پیشرفته حیوانی نشان دادند که این سلول‌ها در عضلات اطراف محل شکستگی به سرعت فعال می‌شوند. آن‌ها با تکثیر سریع، به محل آسیب مهاجرت می‌کنند و سپس به سلول‌های غضروف‌ساز و استخوان‌ساز تبدیل می‌شوند. این فرایند، بخشی از همان مسیر ترمیمی به نام "استخوان‌سازی درون‌غضروفی" (endochondral ossification) است که در بسیاری از شکستگی‌ها رخ می‌دهد.

نقش فعال و تعیین‌کننده FAPهای +Prg4

یافته‌ها نشان می‌دهد که حذف این سلول‌ها در مدل‌های آزمایشی، منجر به کاهش چشمگیر توانایی استخوان برای ترمیم می‌شود. در مقابل، زمانی که این سلول‌ها به‌طور طبیعی فعال باشند، روند ترمیم سریع‌تر و کامل‌تر انجام می‌گیرد. این سلول‌ها حتی پس از ترمیم کامل استخوان نیز در محل باقی می‌مانند و به‌نوعی یک "ذخیره سلولی" برای شکستگی‌های احتمالی آینده ایجاد می‌کنند. چنین ویژگی‌ای می‌تواند توضیح دهد که چرا برخی شکستگی‌ها پس از آسیب دوم، سریع‌تر از بار اول ترمیم می‌شوند. در مطالعات دقیق‌تر، پژوهشگران تفاوت میان دو نوع اصلی ترمیم استخوان را بررسی کردند: ترمیم درون‌غضروفی (endochondral) و ترمیم درون‌غشایی (intramembranous). مشخص شد که در شکستگی‌هایی که مسیر درون‌غضروفی غالب است، نقش FAPهای +Prg4 بسیار پررنگ‌تر است. در مقابل، در شکستگی‌هایی که مستقیماً استخوان جدید از بافت فیبروزی ساخته می‌شود (درون‌غشایی)، سهم این سلول‌ها کمتر است. این تفاوت احتمالاً به دلیل ماهیت محیط میکروسکوپی و نیاز به سلول‌های غضروفی در برخی انواع ترمیم است.

مکانیسم مولکولی و مسیرهای سیگنال‌دهی

در تحلیل‌های مولکولی، مشخص شد که فعال‌سازی این سلول‌ها به مسیرهای سیگنال‌دهی متعددی وابسته است، از جمله مسیر BMP (Bone Morphogenetic Protein) که یکی از کلیدی‌ترین عوامل در شکل‌گیری و ترمیم استخوان است. مهار این مسیر به‌طور قابل توجهی توانایی FAPها در تولید غضروف و استخوان را کاهش می‌دهد. علاوه بر BMP، سیگنال‌های دیگری مانند FGF، Notch و Wnt نیز در تنظیم رفتار این سلول‌ها نقش دارند. این مسیرها نه‌تنها در تعیین سرنوشت سلولی بلکه در مهاجرت و تعامل با سایر سلول‌های ترمیمی نقش ایفا می‌کنند. شناسایی دقیق این مسیرها می‌تواند راه را برای درمان‌های هدفمند هموار کند؛ درمان‌هایی که نه‌فقط بر تقویت استخوان بلکه بر بهبود عملکرد سلول‌های عضلانی ترمیم‌کننده متمرکز هستند.

پیامدهای بالینی و پتانسیل درمانی

از منظر بالینی، این کشف یک تحول بالقوه به شمار می‌رود. تاکنون، بسیاری از روش‌های درمان شکستگی بر فاکتورهای مکانیکی (مانند فیکساسیون با پین یا پیچ) و بیولوژیکی (مانند پیوند استخوان) متکی بوده‌اند. اما حالا، تحریک و تقویت این سلول‌های عضلانی می‌تواند به‌عنوان رویکردی نوین وارد عرصه شود. برای مثال، در بیماران مسن که حجم و کیفیت عضله کاهش یافته است، یا در افرادی که به‌دلیل بیماری‌های عضلانی مزمن دچار ضعف بافتی هستند، شاید بتوان با روش‌های دارویی یا ژنی، این سلول‌ها را فعال و تقویت کرد. همچنین، در شرایطی که بافت نرم اطراف شکستگی آسیب گسترده دیده باشد – مثل جراحات جنگی یا تصادفات شدید – پیوند این سلول‌ها به محل شکستگی می‌تواند فرایند ترمیم را به‌طور چشمگیری تسریع کند.

پژوهش‌های مکمل و شواهد پشتیبان

دو پژوهش دیگر، تصویر کامل‌تری از این فرآیند ارائه داده‌اند. نخست، بررسی سلول‌های بنیادی و پیش‌ساز موجود در لایه پریوست نشان داد که این سلول‌ها پس از آسیب فعال شده و مشابه FAPهای عضلانی، مسیر غضروف‌زایی و استخوان‌سازی را طی می‌کنند. مسیرهای مولکولی مشترکی مانند BMP و Wnt در هر دو گروه دیده می‌شود که نشان از یک برنامه زیستی هماهنگ دارد. دوم، مطالعه‌ای دیگر آشکار کرد که سلول‌های عضلانی و سلول‌های پریوست نه‌تنها از نظر عملکرد بلکه از نظر الگوی بیان ژنی نیز همگرا هستند. این همگرایی بیانگر آن است که بدن، از منابع مختلف سلولی برای اطمینان از ترمیم کارآمد بهره می‌گیرد. این همکاری میان بافت‌ها می‌تواند هدف درمان‌های آینده باشد؛ درمان‌هایی که به جای تمرکز بر یک نوع سلول، مجموعه‌ای از منابع سلولی را هم‌زمان فعال می‌کنند. با وجود این یافته‌های هیجان‌انگیز، مسیر استفاده بالینی از آن‌ها بدون مانع نیست. یکی از چالش‌ها، دشواری استخراج و تکثیر ایمن این سلول‌ها از بافت عضله است. همچنین، هرگونه مداخله ژنی یا دارویی باید به‌دقت بررسی شود تا از بروز تغییرات ناخواسته، مانند رشد غیرطبیعی یا تومورزایی، جلوگیری شود. همچنین هنوز به‌طور کامل مشخص نیست که آیا این نتایج در انسان دقیقاً مشابه مدل‌های حیوانی خواهد بود یا خیر. تفاوت‌های فیزیولوژیک میان گونه‌ها می‌تواند در پاسخ ترمیمی تأثیر بگذارد. بنابراین، پیش از ورود به مرحله کارآزمایی‌های بالینی، مطالعات بیشتری بر روی بافت‌های انسانی و مدل‌های بزرگ‌تر حیوانی لازم است.

جمع‌بندی و اهمیت راهبردی

یافته‌های اخیر نشان داده‌اند که عضله تنها یک بافت حرکتی نیست، بلکه یک ذخیره سلولی فعال برای بازسازی بافت‌های سخت مانند استخوان به شمار می‌رود. FAPهای Prg4+، به‌عنوان سلول‌هایی چندکاره، می‌توانند پلی میان دو بافت ظاهراً متفاوت ایجاد کنند و نقش کلیدی در ترمیم آسیب‌های اسکلتی ایفا نمایند. این درک تازه می‌تواند منجر به تحول در پزشکی ترمیمی شود؛ تحولی که از همکاری چندبافتی بدن برای بازسازی استفاده می‌کند و رویکردی جامع‌تر نسبت به ترمیم شکستگی ارائه می‌دهد. اگر بتوانیم این همکاری را به‌طور مصنوعی تقویت کنیم، احتمالاً آینده درمان شکستگی‌ها متفاوت‌تر از چیزی خواهد بود که امروز می‌شناسیم. به‌طور کلی، روشن شدن نقش سلول‌های عضلانی در ترمیم استخوان، دیدگاهی تازه و چندلایه به پزشکی ترمیمی ارائه می‌دهد. این یافته‌ها نه‌تنها مرزهای علم را گسترش می‌دهند، بلکه امید تازه‌ای برای بهبود نتایج درمانی در شکستگی‌های پیچیده و بیماران با شرایط خاص به همراه دارند.

پایان مطلب./