به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، پژوهشگران مرکز مایو کلینیک موفق به توسعه‌ی روشی انقلابی برای ترمیم قلب‌های آسیب‌دیده بدون نیاز به جراحی باز شدند. این روش با استفاده از پچ مهندسی‌شده از بافت قلبی پرورش‌یافته از سلول‌های بنیادی، از طریق برشی کوچک به قلب منتقل می‌شود و در آزمایش‌های پیش‌بالینی نشان داده است که عملکرد قلب را بازیابی کرده و روند ترمیم بافت را بهبود می‌بخشد. در این پژوهش نوآورانه، دانشمندان مایو کلینیک با همکاری تیمی از دانشگاه نبراسکا، پچی انعطاف‌پذیر و بسیار نازک از بافت قلبی ساخته‌اند که می‌تواند از طریق برشی کوچک وارد بدن شود. این پچ از سلول‌های قلبی انسانی مشتق از سلول‌های بنیادی القایی ساخته شده و با مواد زیست‌فعال تقویت شده است تا پس از انتقال به قلب زنده بماند و باعث بازسازی بافت شود. آزمایش‌های حیوانی نشان داد که این روش موجب بهبود چشمگیر عملکرد قلب، کاهش بافت زخمی، افزایش تشکیل رگ‌های خونی و کاهش التهاب می‌شود. این دستاورد، که در چارچوب ابتکار «جنسیس» کلینیک مایو برای بازسازی اندام‌ها توسعه یافته، می‌تواند افق جدیدی در درمان بیماران مبتلا به نارسایی قلبی بگشاید.

بیماری نارسایی قلبی

نارسایی قلبی یکی از جدی‌ترین چالش‌های سلامت عمومی است که میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان درگیر کرده است. هنگامی که فرد دچار حمله قلبی می‌شود، جریان خون به بخشی از قلب مسدود می‌گردد، سلول‌های عضلانی قلب از اکسیژن محروم شده و می‌میرند. به‌جای این سلول‌ها، بافتی زخمی تشکیل می‌شود که فاقد توانایی انقباض یا هدایت سیگنال‌های الکتریکی است. در نتیجه، عملکرد پمپاژی قلب کاهش یافته و بیمار دچار نارسایی قلبی می‌شود. قلب انسان توان بازسازی طبیعی ندارد و سلول‌های از دست‌رفته جایگزین نمی‌شوند. به همین دلیل، درمان نارسایی قلبی مزمن دشوار است و در موارد شدید، بیماران ناچار به استفاده از پمپ‌های مکانیکی یا پیوند قلب می‌شوند. اما پیوند، مستلزم انتظار طولانی و سازگاری با عضو جدید است. از این‌رو، دانشمندان سال‌ها به دنبال یافتن راهی بوده‌اند تا بافت‌های قلبی آسیب‌دیده را با سلول‌های سالم جایگزین کنند.

تاریخچه موضوع

پژوهش‌های مهندسی بافت قلب از دو دهه‌ی گذشته آغاز شد و هدف آن ایجاد بافت‌هایی بود که بتوانند جایگزین نواحی از کار افتاده قلب شوند. در سال‌های اخیر، سلول‌های بنیادی القایی (iPSCs) به عنوان منبعی نوین برای تولید سلول‌های قلبی مطرح شدند. این سلول‌ها از سلول‌های معمولی بدن، مانند سلول‌های پوست یا خون، گرفته می‌شوند و در محیط آزمایشگاه دوباره به سلول‌هایی با توان تمایز بالا تبدیل می‌گردند. با وجود این پیشرفت‌ها، چالش بزرگ باقی مانده، رساندن ایمن و مؤثر این سلول‌ها به قلب بود. روش‌های پیشین نیازمند جراحی باز بودند و برای بیماران با وضعیت وخیم، خطرناک محسوب می‌شدند. ایده‌ی ساخت پچی انعطاف‌پذیر که بتوان آن را از طریق برشی کوچک وارد بدن کرد، پاسخی به همین چالش بود. هدف، دستیابی به درمانی کم‌تهاجمی‌تر با کمترین آسیب جانبی و بیشترین اثر بازسازی بود.

شیوه مطالعاتی

در این تحقیق، پژوهشگران داربستی بسیار نازک و انعطاف‌پذیر طراحی کردند که از نانوالیاف و میکروالیاف پوشیده‌شده با ژلاتین تشکیل شده است. این داربست نقش نگهدارنده‌ای برای مجموعه‌ای از سه نوع سلول دارد: سلول‌های عضله قلبی مشتق از سلول‌های بنیادی القایی، سلول‌های رگ‌ساز یا اندوتلیال، و فیبروبلاست‌ها که ساختار بافت را حفظ می‌کنند. پیش از انتقال به بدن، بافت با مواد زیست‌فعال از جمله فاکتور رشد فیبروبلاست ۱ و ترکیب CHIR99021 غنی شد تا پس از پیوند، رشد عروق خونی جدید تقویت شود و سلول‌ها زنده بمانند. برای تحویل این پچ، به جای جراحی باز، از لوله‌ای باریک استفاده شد که پچ تاخورده در آن قرار می‌گرفت. لوله از طریق برشی کوچک به ناحیه‌ی آسیب‌دیده‌ی قلب وارد شد. پس از قرارگیری، پچ باز شد و به صورت طبیعی به سطح قلب چسبید. در این فرآیند، از چسب جراحی زیست‌سازگار استفاده شد تا نیازی به بخیه نباشد و آسیب اضافی به بافت اطراف وارد نشود.این مطالعه در مدل‌های حیوانی انجام گرفت که پیش‌تر دچار آسیب مزمن عضله قلب شده بودند. عملکرد قلب پس از پیوند، با روش‌های تصویربرداری و بررسی‌های بافتی ارزیابی شد.

نتایج
نتایج آزمایش‌های پیش‌بالینی نشان داد که روش جدید عملکرد قلب را به طور قابل‌توجهی بهبود می‌دهد. حیواناتی که این پچ را دریافت کردند، افزایش قابل‌توجهی در قدرت انقباضی قلب و کسر خروجی بطن چپ نشان دادند. در مقایسه با گروه کنترل، میزان بافت زخمی و فیبروز در ناحیه‌ی آسیب‌دیده کاهش یافت. همچنین، رشد رگ‌های خونی جدید در اطراف پچ مشاهده شد که باعث بهبود جریان خون و تغذیه‌ی بافت پیوندی شد. پژوهشگران دریافتند که سلول‌های قلبی مهندسی‌شده توانستند با سلول‌های میزبان ارتباط الکتریکی برقرار کنند، هم‌زمان با آن منقبض شوند و در نتیجه عملکرد طبیعی قلب را بازگردانند. این یافته نشان داد که پچ نه تنها زنده می‌ماند، بلکه به بازسازی بافت و بهبود عملکرد قلب کمک می‌کند.از دیگر نتایج مهم، کاهش التهاب و مرگ سلولی برنامه‌ریزی‌شده بود. میزان سلول‌های التهابی در ناحیه‌ی آسیب‌دیده کمتر شد، که نشانه‌ای از پذیرش بهتر بافت پیوندی توسط بدن است.

دستاورد
این تحقیق گامی بزرگ در مسیر درمان نارسایی قلبی محسوب می‌شود. برای نخستین بار، بافتی مهندسی‌شده از سلول‌های بنیادی به گونه‌ای طراحی شده که بدون نیاز به جراحی باز و از طریق روشی کم‌تهاجمی به قلب منتقل می‌شود. این فناوری می‌تواند برای بیمارانی که به علت ضعف شدید قادر به تحمل جراحی نیستند، گزینه‌ای ایمن‌تر و مؤثرتر فراهم کند.چشم‌انداز این پژوهش، جایگزینی پیوند قلب با ترمیم درون‌بدنی با استفاده از سلول‌های خود بیمار است. به گفته‌ی پژوهشگران، در آینده می‌توان سلول‌های فرد را بازبرنامه‌ریزی کرد تا به سلول‌های قلبی تبدیل شوند، و سپس بافت مهندسی‌شده از آن‌ها را از طریق یک برش کوچک وارد بدن نمود. در این صورت نیازی به عضو اهدایی، جراحی سنگین یا دوره نقاهت طولانی نخواهد بود.

گام بعدی مطالعه

تیم تحقیقاتی اعلام کرده است که هنوز مراحل آزمایش‌های انسانی آغاز نشده و بررسی‌های ایمنی و کارایی باید در مدل‌های بزرگ‌تر حیوانی ادامه یابد. پژوهشگران قصد دارند در سال‌های آینده، کارآزمایی‌های گسترده‌تری برای ارزیابی طول عمر پچ، میزان ادغام آن با بافت میزبان، و پاسخ ایمنی بدن انجام دهند. به گفته‌ی سرپرست تیم تحقیق، احتمال دارد ورود به مرحله‌ی آزمایش انسانی دست‌کم پنج سال به طول انجامد. با این حال، امید است که این روش بتواند جایگزینی برای پیوند قلب یا دستگاه‌های مکانیکی پرهزینه شود. هدف نهایی پژوهشگران این است که درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی را برای بیماران بیشتری در دسترس قرار دهند، به ویژه آن‌هایی که برای جراحی باز بیش از حد ضعیف هستند. در صورت موفقیت، این فناوری می‌تواند جان هزاران بیمار مبتلا به نارسایی قلبی را نجات دهد و نقطه‌ی عطفی در پزشکی باززایشی ایجاد کند.

پایان مطلب/.