به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، پژوهشگران دانشگاه شهری اوزاکا در ژاپن موفق شده‌اند با استخراج سلول‌های بنیادی از بافت چربی بدن و تبدیل آن‌ها به خوشه‌های سه‌بعدی تمایز‌یافته به سمت استخوان، شکستگی‌های مهره‌ای را در مدل حیوانی پوکی استخوان با موفقیت درمان کنند. این روش که از نظر جمع‌آوری سلول‌ها کم‌تهاجمی است، می‌تواند رویکردی نوین در درمان بیماری‌های استخوانی، به‌ویژه در سالمندان، ارائه دهد. پوکی استخوان باعث می‌شود استخوان‌ها شکننده و مستعد شکستگی شوند. یکی از شایع‌ترین عوارض آن، شکستگی‌های فشاری مهره‌ای است که کیفیت زندگی بیماران را به شدت کاهش می‌دهد. محققان دانشگاه شهری اوزاکا با بهره‌گیری از سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی (ADSCs)، آن‌ها را به خوشه‌های کروی سه‌بعدی موسوم به «اسفروئید» تبدیل کردند، سپس سلول‌ها را در مسیر تمایز به سلول‌های استخوانی هدایت و با ماده‌ای موسوم به β-تری‌کلسیم فسفات ترکیب نمودند. نتیجه این ترکیب در موش‌های مبتلا به شکستگی مهره‌ای ناشی از پوکی استخوان، بازسازی مؤثر بافت استخوانی، افزایش توده و استحکام استخوان و فعال شدن ژن‌های مرتبط با استخوان‌سازی بود. این یافته‌ها نوید توسعه‌ی درمانی غیرتهاجمی و ایمن برای بیماران انسانی را می‌دهد.

بیماری پوکی استخوان

پوکی استخوان یکی از شایع‌ترین بیماری‌های اسکلتی در جهان است و با افزایش سن شیوع آن به‌ویژه در زنان بیشتر می‌شود. این بیماری به دلیل کاهش تراکم و تغییر ساختار بافت استخوانی باعث شکنندگی و افزایش خطر شکستگی حتی در اثر ضربات خفیف می‌شود. شکستگی‌های ناشی از پوکی استخوان، به‌ویژه در ناحیه‌ی مهره‌های ستون فقرات، علاوه بر درد مزمن، منجر به تغییر شکل بدن، محدودیت حرکتی، کاهش اعتماد به نفس و وابستگی بیشتر به مراقبت‌های بلندمدت می‌گردند. در حال حاضر روش‌های درمانی متعددی از جمله مصرف داروهای ضدپوکی استخوان، تزریق ویتامین D و کلسیم، و در موارد شدید، انجام جراحی برای تثبیت مهره‌ها وجود دارد. با این حال، بسیاری از بیماران به دلیل شرایط سنی، بیماری‌های زمینه‌ای یا خطرات جراحی، گزینه‌های درمانی محدودی دارند. در چنین شرایطی، روش‌های نوین مبتنی بر سلول‌های بنیادی به عنوان گزینه‌ای امیدبخش مطرح شده‌اند.

سلول‌های بنیادی توانایی تمایز به انواع مختلف سلول‌های بدن را دارند و می‌توانند در بازسازی بافت‌های آسیب‌دیده نقش مؤثری ایفا کنند. در میان منابع مختلف سلول‌های بنیادی، بافت چربی یکی از مناسب‌ترین گزینه‌ها محسوب می‌شود، زیرا استخراج آن آسان است، به جراحی سنگین نیاز ندارد و حتی از افراد سالمند نیز می‌توان این سلول‌ها را با حداقل عارضه برداشت کرد. این ویژگی، سلول‌های بنیادی مشتق از بافت چربی را به ابزاری ارزشمند در پزشکی بازساختی تبدیل کرده است.

تاریخچه
در چند دهه‌ی اخیر، پژوهش‌های گسترده‌ای در زمینه‌ی کاربرد سلول‌های بنیادی برای بازسازی بافت استخوان انجام شده است. در ابتدا، تمرکز دانشمندان بر استفاده از سلول‌های بنیادی مغز استخوان بود، اما با پیشرفت فناوری‌های زیستی، مشخص شد که بافت چربی نیز حاوی سلول‌های مزانشیمی با توانایی بالا برای تمایز به سلول‌های استخوانی است. این سلول‌ها که تحت عنوان ADSCs شناخته می‌شوند، به دلیل در دسترس بودن و توانایی تکثیر بالا در شرایط آزمایشگاهی، جایگزین مناسبی برای سلول‌های مغز استخوان شده‌اند. تحقیقات پیشین نشان داده بود که رشد سه‌بعدی این سلول‌ها به صورت خوشه‌ای یا اسفروئید می‌تواند ویژگی‌های زیستی آن‌ها را تقویت کند. محیط سه‌بعدی شباهت بیشتری به بافت‌های واقعی بدن دارد و سبب افزایش ترشح عوامل رشد و سیگنال‌های بازسازی‌کننده می‌شود. با توجه به این شواهد، پژوهشگران دانشگاه شهری اوزاکا تصمیم گرفتند تا از این رویکرد برای درمان شکستگی‌های مهره‌ای ناشی از پوکی استخوان بهره ببرند.

شیوه مطالعاتی

در این مطالعه، تیم پژوهشی به سرپرستی یوتا ساوادا و دکتر شینجی تاکاهاشی از مدل حیوانی پوکی استخوان در موش‌ها استفاده کرد. ابتدا پوکی استخوان با حذف تخمدان‌ها در موش‌های ماده ایجاد شد تا وضعیت کاهش هورمونی مشابه یائسگی و کاهش تراکم استخوان شبیه‌سازی شود. سپس شکستگی فشاری در مهره‌های کمری ایجاد و گروه‌های مختلف درمانی تعیین شدند. در گروه آزمایش اصلی، اسفروئیدهای ADSC که به سمت سلول‌های استخوانی تمایز یافته بودند، با β-تری‌کلسیم فسفات ترکیب و در محل شکستگی کاشته شدند. گروه‌های دیگر شامل ترکیب داربست بدون سلول و اسفروئیدهای تمایز‌نیافته بودند تا اثر واقعی درمان مشخص شود. پس از گذشت چند هفته، حیوانات با روش‌های تصویربرداری میکروسی‌تی، آزمایش‌های بافت‌شناسی و آزمون‌های مکانیکی مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین نمونه‌های بافتی برای ارزیابی فعالیت ژن‌های مرتبط با استخوان‌سازی مورد آزمایش مولکولی قرار گرفت.

نتایج
نتایج نشان داد که گروه دریافت‌کننده‌ی اسفروئیدهای ADSC تمایز‌یافته همراه با β-تری‌کلسیم فسفات، بازسازی استخوانی چشمگیری را تجربه کردند. حجم استخوان جدید در ناحیه‌ی شکستگی به طور معناداری افزایش یافت و استحکام مکانیکی مهره‌ها نسبت به سایر گروه‌ها بیشتر بود. بررسی‌های بافتی نیز نشان داد که در این گروه، مواد کاشته‌شده به خوبی با بافت طبیعی ادغام شده و رگ‌زایی موضعی تسهیل شده است. از نظر مولکولی، افزایش بیان ژن‌هایی مانند ALP، Runx2 و Osteocalcin مشاهده شد که همگی در فرآیند استخوان‌سازی نقش کلیدی دارند. همچنین میزان مرگ سلولی کاهش یافت و نشانگرهای بازسازی و تمایز فعال شدند. به بیان ساده‌تر، این ترکیب نه تنها باعث پر شدن ناحیه‌ی شکستگی شد، بلکه موجب تحریک فرآیند طبیعی بازسازی استخوان توسط بدن نیز گردید.

دستاورد
دستاورد اصلی این پژوهش، ارائه‌ی یک روش ساده، کم‌خطر و در عین حال مؤثر برای درمان شکستگی‌های پیچیده‌ی ستون فقرات است. از آنجا که سلول‌های مورد استفاده از چربی بدن خود فرد به دست می‌آیند، خطر پس‌زدگی و عوارض ایمنی بسیار پایین است. این روش در مقایسه با جراحی‌های سنگین ستون فقرات، تهاجم کمتر، درد و دوران نقاهت کوتاه‌تری دارد. علاوه بر این، استفاده از داربست‌های سازگار با بدن سبب می‌شود سلول‌ها در محیطی طبیعی‌تر رشد کرده و به بازسازی کامل بافت کمک کنند. به گفته‌ی پژوهشگران، این دستاورد می‌تواند پایه‌گذار نسل جدیدی از درمان‌های بازساختی باشد که به جای صرفاً تثبیت شکستگی، روند طبیعی ترمیم بدن را فعال می‌کنند. اگر این نتایج در مطالعات انسانی نیز تکرار شود، ممکن است در آینده از سلول‌های چربی برای درمان شکستگی‌های ناشی از پوکی استخوان، شکستگی لگن یا حتی بازسازی استخوان پس از جراحی تومورهای استخوانی استفاده شود.

گام بعدی مطالعه

گام بعدی این پژوهش، انجام آزمایش‌های بالینی در انسان است. لازم است ایمنی بلندمدت این روش، میزان ماندگاری سلول‌های پیوندی، خطر ایجاد توده‌های ناخواسته و اثربخشی واقعی در بیماران سالمند بررسی شود. همچنین، محققان قصد دارند پروتکل تولید اسفروئیدهای ADSC را بهینه‌سازی کنند تا بتوان آن را در مقیاس بزرگ و با هزینه‌ی کمتر در مراکز درمانی استفاده کرد. یکی از اهداف اصلی آینده، بررسی ترکیب این روش با داروهای ضدپوکی استخوان برای تسریع روند ترمیم استخوان است. اگر این روش در انسان نیز ایمن و مؤثر باشد، می‌تواند تحولی بزرگ در حوزه‌ی طب بازساختی ایجاد کند و کیفیت زندگی میلیون‌ها بیمار مبتلا به پوکی استخوان را بهبود بخشد.

پایان مطلب/.