به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، پژوهشگران در بررسی تازه‌ای نشان داده‌اند که سلول‌های بنیادی اپیدرمی، همان سلول‌های پایه‌ای موجود در لایه بیرونی پوست، نه‌تنها مسئول بازسازی مستمر بافت‌های فرسوده هستند، بلکه کنترل کامل فرایند ترمیم لایه محافظتی پوست پس از آسیب را نیز در دست دارند. در این مطالعه مشخص شد که وقتی سطح پوست دچار خراش یا جراحت می‌شود، نوعی سازوکار هوشمند درون بافت فعال شده و به کمک ماتریکس خارج‌سلولی، آرایش اتصالات میان سلول‌ها را دگرگون می‌کند. همین تغییرات، سلول‌ها را به حالت تخصص‌یافته‌ای هدایت می‌کند که اختصاصاً برای ترمیم لایه سطحی یا همان «پریدِرم» طراحی شده است؛ لایه‌ای که همچون سپری اولیه از پوست در برابر میکروب‌ها، خشکی یا عوامل شیمیایی محافظت می‌کند. آنچه این دستاورد را ویژه می‌کند، کشف این موضوع است که سلول‌های بنیادی نه‌فقط مواد خام بازسازی‌کننده، بلکه رهبران اصلی این فرایند هستند و به‌صورت فعال پیام‌های سازمان‌دهنده را میان سلول‌ها توزیع می‌کنند تا ترمیم با بیشترین سرعت و کمترین اسکار انجام گیرد.

کشف یک الگوی فرماندهی در بافت پوست

تحقیقات تکمیلی که در دو مطالعه دیگر با محوریت ترمیم بافتی در پوست و مخاط دهان انجام شده بود، این الگو را تأیید می‌کند که سلول‌های بنیادی اپیتلیالی دارای نقشی فراتر از تقسیم سلولی ساده هستند. در یک پژوهش مرتبط بر روی مدل‌های حیوانی، مشاهده شد که پس از بروز آسیب، شبکه‌ای از پروتئین‌های ماتریکسی مانند فیبرونکتین و لامینین به‌سرعت در محل جراحت انباشته شده و اتصالات چسبنده بین سلولی را دگرگون می‌کنند. این دگرگونی باعث می‌شود لایه‌های سطحی پوست شکل منعطف‌تری به خود بگیرند و سلول‌ها بتوانند همانند کاشی‌هایی که با مهارت روی یک سطح خیس سر می‌خورند، به‌صورت هماهنگ روی زخم حرکت کنند. جالب‌تر اینکه پژوهش دیگری در حوزه ترمیم اپیتلیوم روده نیز فرایندی مشابه را گزارش کرده است؛ با اینکه محیط روده کاملاً متفاوت از پوست است، اما به نظر می‌رسد سلول‌های بنیادی در هر دو بافت از یک دستور زبان مشترک برای سازمان‌دهی ترمیم استفاده می‌کنند. این همگرایی نشان می‌دهد که شاید بتوان یک الگوریتم ترمیم جهانی برای بافت‌های پوششی تعریف کرد.

بازگشت سریع آب‌بندی زیستی، رمز زنده ماندن ارگانیسم

یکی از مهم‌ترین یافته‌ها در این مطالعات آن است که فرایند ترمیم پریدِرم یا لایه محافظ اولیه باید با سرعتی بسیار بیشتر از ترمیم کامل پوست رخ دهد؛ زیرا هرگونه تأخیر در بسته‌شدن سطح، اجازه ورود عوامل عفونی یا تبخیر بیش‌ازحد آب بدن را خواهد داد. پژوهشگران نشان دادند که سلول‌های بنیادی به‌محض دریافت سیگنال پارگی، الگوی اتصالات محکم (Tight Junctions) و اتصالات چسبنده (Adherens Junctions) را به‌صورت موضعی بازسازی می‌کنند، اما نه با همان ساختار عادی، بلکه با آرایشی موقت و چابک‌تر که اجازه می‌دهد سلول‌های تازه وارد جای‌گیری کنند. این وضعیت را می‌توان با تعمیر موقت پل‌ها در شرایط اضطراری مقایسه کرد؛ ابتدا مسیری موقت ایجاد می‌شود تا رفت‌وآمد ادامه یابد و سپس ساختار دائمی تکمیل می‌شود. در پوست نیز چنین است؛ نخست یک سد موقت برقرار می‌شود و پس از آن کراتینوسیت‌های نهایی و بافت فیبری کامل جایگزین می‌شوند. چنین سازوکاری توضیح می‌دهد که چرا خراش‌های سطحی در عرض چند ساعت آب‌بندی می‌شوند اما ترمیم کامل بافتی چند روز یا هفته زمان می‌برد.

امید به درمان‌های بدون اسکار

داده‌های منتشرشده از این تحقیقات، چشم‌انداز استفاده از مولکول‌های تقلیدگر ماتریکس یا تحریک‌کننده مسیرهای تخصصی‌سازی اتصالات سلولی را مطرح کرده است. اگر بتوان این پیام‌های درون بافت را به شکل موضعی و کنترل‌شده فعال کرد، می‌توان انتظار داشت که ترمیم زخم‌ها بدون ایجاد اسکار یا بافت اضافه انجام شود. حتی احتمال آن مطرح شده که بتوان با مهار بیش‌ازحد سفت‌شدن اتصالات در مراحل دیرتر، از ایجاد کلوئید یا گوشت اضافه جلوگیری کرد. در کنار این، یک مطالعه تجربی بر روی مخاط دهانی نشان داد که افزودن قطعات کوچک از پروتئین‌های ماتریکسی به پانسمان‌ها، سرعت بسته‌شدن زخم را تا دو برابر افزایش می‌دهد. به همین دلیل، اکنون پژوهشگران به دنبال طراحی پانسمان‌هایی هستند که به‌جای نقش منفعل عمل کنند و از ابتدا الگوی مناسب آرایش سلول‌ها را به بافت دیکته کنند. بنابراین آینده ترمیم دیگر وابسته به شانس فرد یا سن نیست؛ بلکه می‌توان با طراحی هوشمندانه محیط، سلول‌ها را به عملکردی دقیق و زیبایی‌شناسانه هدایت کرد.

ترمیم نوزادی در بدن بزرگسالان؛ تقلیدی از دوران جنینی

نکته‌ای که در مطالعات اخیر به‌وضوح دیده می‌شود، شباهت فرایند ترمیم پس از آسیب با الگوهای رشد در دوران جنینی است. در دوران جنینی، پوست بدون ایجاد اسکار و به‌صورت کاملاً نرم و همسطح رشد می‌کند. اکنون مشخص شده که سلول‌های بنیادی در شرایط آسیب دوباره همان الگوهای ارتباطی را فعال می‌کنند که در دوران رشد اولیه به کار می‌بردند. ماتریکس خارج‌سلولی در دوران جنینی دارای ترکیب خاصی از پروتئین‌های نرم‌کننده است که اجازه می‌دهد اتصالات سلولی با انعطاف بالا شکل بگیرند. در مدل‌های آزمایشی نشان داده شد که اگر این ترکیب به پوست بزرگسال افزوده شود، ترمیم آن نیز شباهت بیشتری به ترمیم جنینی پیدا می‌کند. همین موضوع باعث شده که برخی پژوهشگران، مسیر درمان‌های بدون اسکار را «احیای حالت جنینی در بافت بالغ» توصیف کنند. چنین دیدگاهی نگاه تازه‌ای به ترمیم زخم باز می‌کند؛ به‌جای مهار التهاب یا تسریع تقسیم، باید به معماری ماتریکس و الگوی اتصالات در لحظه نخست آسیب توجه کرد. لازم به ذکر است که پژوهشگران به‌دنبال طراحی نانوژل‌هایی هستند که بتوانند مواد ماتریکسی یا پیام‌رسان‌ها را به‌صورت تدریجی آزاد کنند تا در طول روزهای مختلف نیاز ترمیم را پاسخ دهند. حتی گروه‌هایی در حال آزمایش حسگرهای قابل کاشت هستند که میزان بسته‌شدن اتصالات بین‌سلولی را سنجیده و در صورت کاهش، دوز ترمیمی بیشتری آزاد کنند. این سطح از دقت، می‌تواند ترمیم را از مرحله‌ای غیرفعال و تصادفی به فرایندی مهندسی‌شده و قابل‌پیش‌بینی تبدیل کند.

ترمیم پوستی به‌عنوان شاخه‌ای مستقل در پزشکی بازساختی

تا چندی پیش، ترمیم زخم تنها به‌عنوان زیرشاخه‌ای از پوست‌شناسی یا جراحی پلاستیک شناخته می‌شد، اما اکنون با افزایش شناخت نسبت به نقش سلول‌های بنیادی، ماتریکس خارج‌سلولی و دینامیک اتصالات بین‌سلولی، این حوزه به‌سمت تبدیل‌شدن به شاخه‌ای مستقل در پزشکی بازساختی پیش می‌رود. اخیراً برخی مراکز تحقیقاتی اصطلاح ترمیم رهبری‌شده توسط ماتریکس را پیشنهاد داده‌اند تا بر اهمیت محیط خارج‌سلولی در مهار یا هدایت پاسخ سلولی تأکید کنند. چنین دیدگاهی، نگاه سنتی به سلول‌درمانی را نیز دگرگون کرده است؛ زیرا اکنون مشخص شده که کاشت سلول به‌تنهایی کافی نیست و باید معماری زیستی میزبان نیز برای پذیرش این سلول‌ها مهیا شود. در غیر این صورت سلول‌های تازه‌کاشته‌شده یا بدون جهت در بافت پراکنده می‌شوند یا چسبندگی لازم برای ایجاد لایه محافظ را پیدا نمی‌کنند. بنابراین آینده درمان‌های پوستی نه فقط در اختیار سلول‌های بنیادی، بلکه در گرو تعامل آن‌ها با چارچوب زیستی اطرافشان خواهد بود.

پایان مطلب./