به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، عفونت‌های باکتریایی یکی از چالش‌های اصلی سلامت عمومی در جهان هستند که با افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیکی، پیچیدگی‌های بیشتری پیدا کرده‌اند. در سال‌های اخیر، دانشمندان به استفاده از سلول‌های بنیادی، به‌ویژه سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs)، به‌عنوان یک راهکار نوین برای مقابله با این عفونت‌ها روی آورده‌اند.

سلول‌های بنیادی مزانشیمی چیستند؟

سلول‌های بنیادی مزانشیمی، سلول‌های چند‌توانی هستند که از بافت‌هایی مانند مغز استخوان، چربی و بند ناف استخراج می‌شوند. این سلول‌ها به دلیل توانایی تمایز به انواع سلول‌های مختلف، از جمله سلول‌های پوستی، عروقی و ایمنی، در پزشکی بازساختی جایگاه ویژه‌ای دارند. علاوه بر این، سلول‌های بنیادی مزانشیمی ویژگی‌های ضدالتهابی و تنظیم‌کننده سیستم ایمنی دارند که آن‌ها را به گزینه‌ای جذاب برای درمان بیماری‌های مختلف، از جمله عفونت‌های باکتریایی، تبدیل کرده است.

بر اساس مقاله‌ای منتشرشده در Journal of Biosciences and Medicines ، سلول‌های بنیادی مزانشیمی می‌توانند به محل عفونت مهاجرت کرده و با ترشح فاکتورهای پاراکرین، مانند سیتوکین‌ها و پپتیدهای ضدمیکروبی، با باکتری‌ها مبارزه کنند. این سلول‌ها نه‌تنها مستقیماً باکتری‌ها را هدف قرار می‌دهند، بلکه با تقویت فعالیت فاگوسیتیک سلول‌های ایمنی، مانند نوتروفیل‌ها و ماکروفاژها، به حذف عفونت کمک می‌کنند.

عفونت‌های باکتریایی و چالش‌های درمانی

عفونت‌های باکتریایی، به‌ویژه عفونت‌های مقاوم به چند دارو (MDR)، تهدیدی جدی برای سلامت جهانی هستند. بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی (WHO) در سال 2024، مقاومت آنتی‌بیوتیکی سالانه باعث مرگ بیش از 1.2 میلیون نفر در جهان می‌شود. این مشکل به دلیل استفاده بیش‌ازحد و نادرست از آنتی‌بیوتیک‌ها تشدید شده است. برای مثال، باکتری‌هایی مانند استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی‌سیلین (MRSA) و کلبسیلا پنومونیه با تشکیل بیوفیلم، از مکانیسم‌های دفاعی بدن و آنتی‌بیوتیک‌ها فرار می‌کنند.

مقاله‌ای در Infection and Drug Resistance به بررسی عفونت‌های جریان خون باکتریایی در بیماران پس از پیوند سلول‌های بنیادی خون‌ساز آلوژنیک پرداخته است. این مطالعه نشان داد که 18 درصد از بیماران دچار تب نوتروپنیک، عفونت جریان خون باکتریایی را تجربه کردند، با برتری باکتری‌های گرم منفی (70.8%) نسبت به گرم مثبت (29.2%). این یافته‌ها نشان‌دهنده نیاز مبرم به استراتژی‌های درمانی جدید است.

نقش سلول‌های بنیادی مزانشیمی در درمان عفونت‌های باکتریایی

اثرات ضدمیکروبی مستقیم و غیرمستقیم

سلول‌های بنیادی مزانشیمی از طریق مکانیسم‌های مستقیم و غیرمستقیم با عفونت‌های باکتریایی مقابله می‌کنند. به‌طور مستقیم، این سلول‌ها پپتیدهای ضدمیکروبی مانند کاتلیسیدین (LL-37)، هپسیدین و لیپوکالین-2 ترشح می‌کنند که دیواره سلولی باکتری‌ها را تخریب کرده و رشد آن‌ها را مهار می‌کنند. به‌طور غیرمستقیم، سلول‌های بنیادی مزانشیمی با ترشح سیتوکین‌هایی مانند IL-6، IL-8 و فاکتور محرک کلونی ماکروفاژ (GM-CSF)، فعالیت فاگوسیتیک نوتروفیل‌ها و ماکروفاژها را تقویت می‌کنند.

مطالعه‌ای در Frontiers in Microbiology نشان داد که سلول‌های بنیادی مزانشیمی در شرایط هیپوکسیک (کم‌اکسیژن)، که معمولاً در محل زخم‌های عفونی بی‌هوازی وجود دارد، اثربخشی بیشتری دارند. این سلول‌ها در محیط‌های هیپوکسیک با فعال‌سازی مسیرهای بقا و تمایز، مانند مسیر HIF-1، به بهبود زخم و حذف باکتری‌های بی‌هوازی مانند کلستریدیوم و باکتروئیدس کمک می‌کنند.

درمان عفونت‌های مزمن و مقاوم

عفونت‌های مزمن، مانند زخم‌های دیابتی یا عفونت‌های مرتبط با بیوفیلم، به دلیل مقاومت باکتری‌ها به درمان‌های رایج، چالش‌برانگیز هستند. سلول‌های بنیادی مزانشیمی می‌توانند با کاهش تشکیل بیوفیلم و تقویت پاسخ ایمنی، این عفونت‌ها را کنترل کنند. به عنوان مثال، مطالعه‌ای نشان داد که محیط کشت سلول‌های بنیادی مزانشیمی می‌تواند رشد استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی‌سیلین را مهار کرده و حساسیت آنتی‌بیوتیکی را افزایش دهد.

علاوه بر این، ترکیب سلول‌های بنیادی مزانشیمی با نانوذرات، مانند نانوذرات کیتوزان، اثرات ضدبیوفیلمی را در برابر باکتری‌های مقاوم مانند ویبریو کلرا تقویت کرده است. این رویکرد نشان‌دهنده پتانسیل سلول‌های بنیادی مزانشیمی به‌عنوان یک استراتژی مکمل برای آنتی‌بیوتیک‌ها است.

کاربرد در پنومونی باکتریایی شدید

پنومونی باکتریایی شدید اکتسابی از جامعه (CABP) یکی از علل اصلی مرگ‌ومیر در بیماران بستری در بخش مراقبت‌های ویژه (ICU) است. کارآزمایی بالینی منتشرشده در Journal of Critical Care ایمنی و اثربخشی سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی (eASCs) را در درمان CABP بررسی کرد. این مطالعه نشان داد که تزریق وریدی eASCs (محصول Cx611) در بیماران با CABP شدید ایمن بوده و عوارض جانبی مشابه گروه پلاسبو داشت. با این حال، تفاوت معنی‌داری در نرخ بهبود بالینی یا روزهای بدون ونتیلاتور بین دو گروه مشاهده نشد، که نشان‌دهنده نیاز به مطالعات بیشتر با نمونه‌های بزرگ‌تر است.

تأثیر هیپوکسی بر عملکرد سلول‌های بنیادی مزانشیمی

محیط‌های هیپوکسیک، که در زخم‌های مزمن و عفونت‌های بی‌هوازی رایج هستند، تأثیر قابل‌توجهی بر عملکرد سلول‌های بنیادی مزانشیمی دارند. در شرایط کم‌اکسیژن، سلول‌های بنیادی مزانشیمی مسیرهای بقا و تمایز را فعال می‌کنند که منجر به افزایش تولید سیتوکین‌های ضدالتهابی و فاکتورهای رشد می‌شود. این ویژگی به‌ویژه در درمان عفونت‌های زخم بی‌هوازی، مانند آن‌هایی که توسط کلستریدیوم یا فوزوباکتریوم ایجاد می‌شوند، مفید است.

مطالعه Frontiers in Microbiology تأکید می‌کند که سلول‌های بنیادی مزانشیمی هیپوکسیک (hi-MSCs) با تقویت تولید فاکتورهای ضدمیکروبی و تحریک ماکروفاژهای M2 (ضدالتهابی)، به بهبود زخم و کاهش عفونت کمک می‌کنند. این سلول‌ها همچنین می‌توانند با کاهش التهاب بیش‌ازحد و ترویج بازسازی بافت، فرآیند ترمیم را تسریع کنند.

ایمنی و چالش‌های استفاده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی

ایمنی سلول‌های بنیادی مزانشیمی در درمان عفونت‌های باکتریایی یکی از جنبه‌های کلیدی است که در مطالعات بالینی بررسی شده است. کارآزمایی SEPCELL نشان داد که eASCs در بیماران با CABP شدید عوارض جانبی جدی مانند واکنش‌های حساسیتی یا ترومبوآمبولیک ایجاد نکردند. همچنین، سطح آنتی‌بادی‌های ضد-HLA در گروه‌های درمانی و پلاسبو مشابه بود، که نشان‌دهنده ایمن بودن استفاده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی آلوژنیک است.

با این حال، چالش‌هایی مانند حفظ سلول‌های بنیادی پس از پیوند و تحویل مؤثر آن‌ها به محل عفونت همچنان باقی است. سلول‌های بنیادی مزانشیمی معمولاً در محیط‌های هیپوکسیک طبیعی، مانند مغز استخوان، عملکرد بهتری دارند، اما انتقال به بافت‌های آسیب‌دیده ممکن است با مشکلاتی مانند مرگ سلولی یا توزیع نامناسب مواجه شود. برای رفع این مشکلات، روش‌هایی مانند استفاده از نانوذرات یا مهندسی ژنتیکی برای افزایش هدف‌گیری سلول‌های بنیادی مزانشیمی در حال بررسی است.

عوامل خطر و اپیدمیولوژی عفونت‌های باکتریایی

مطالعه Infection and Drug Resistance نشان داد که عواملی مانند بیماری حاد پیوند علیه میزبان (aGVHD) درجه 2 یا بالاتر و سابقه عفونت جریان خون در 6 ماه قبل از پیوند، خطر ابتلا به عفونت‌های باکتریایی را در بیماران پیوند سلول‌های بنیادی خون‌ساز افزایش می‌دهد. این عوامل به دلیل تضعیف سیستم ایمنی و آسیب به سدهای مخاطی بدن، مانند پوست و دستگاه گوارش، احتمال ورود باکتری‌ها به جریان خون را افزایش می‌دهند.

باکتری‌های گرم منفی، مانند اشریشیا کلی و کلبسیلا پنومونیه، به دلیل مقاومت بالا به آنتی‌بیوتیک‌هایی مانند فلوروکینولون‌ها (78.1%) و تولید بتالاکتامازهای وسیع‌الطیف (56.3%)، چالش‌های درمانی بزرگی ایجاد می‌کنند. این موضوع بر اهمیت استفاده از رویکردهای جایگزین، مانند سلول‌های بنیادی، تأکید دارد.

آینده درمان با سلول‌های بنیادی مزانشیمی

استفاده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی در درمان عفونت‌های باکتریایی هنوز در مراحل اولیه است، اما نتایج اولیه امیدوارکننده هستند. ترکیب سلول‌های بنیادی مزانشیمی با آنتی‌بیوتیک‌ها یا نانوتکنولوژی می‌تواند اثربخشی درمان را افزایش دهد. علاوه بر این، پیشرفت در مهندسی زیستی و کشت سلول‌ها در شرایط هیپوکسیک می‌تواند عملکرد سلول‌های بنیادی مزانشیمی را بهبود بخشد.

بر اساس گزارشی از Nature Reviews Drug Discovery ، تحقیقات در حال گسترش برای استفاده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی در درمان بیماری‌های عفونی، به‌ویژه در شرایط مقاوم به آنتی‌بیوتیک، است. این گزارش پیش‌بینی می‌کند که تا سال 2030، درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی ممکن است به بخشی استاندارد از پروتکل‌های درمانی برای عفونت‌های مقاوم تبدیل شوند.

نتیجه‌گیری

سلول‌های بنیادی مزانشیمی با توانایی‌های ضدمیکروبی، ضدالتهابی و بازسازی‌کننده، پتانسیل بالایی برای درمان عفونت‌های باکتریایی، به‌ویژه عفونت‌های مقاوم و مزمن، دارند. مطالعات نشان داده‌اند که سلول‌های بنیادی مزانشیمی می‌توانند با تقویت سیستم ایمنی و ترشح فاکتورهای ضدباکتریایی، به حذف باکتری‌ها و بهبود زخم کمک کنند. با این حال، چالش‌هایی مانند بهینه‌سازی تحویل سلول‌ها و افزایش اثربخشی آن‌ها در محیط‌های بالینی نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. با پیشرفت‌های کنونی، سلول‌های بنیادی مزانشیمی می‌توانند به‌عنوان یک ابزار قدرتمند در مبارزه با بحران جهانی مقاومت آنتی‌بیوتیکی ظهور کنند.

پایان مطلب./