به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، ، رویکردی که هدف آن ترکیب فعالیت ضدویروسی مستقیم با توانایی تنظیم سیستم ایمنی است و می‌تواند چشم‌انداز جدیدی در درمان آسیب ریوی ناشی از ویروس ارائه دهد. در یک مطالعه پیش‌بالینی، محققان سلول‌های مزانشیمی را با استفاده از مهندسی ژنتیک طوری تغییر دادند که ACE2 انسانی (مهم‌ترین گیرنده ویروس‌هایی مانند SARS-CoV-2) را بیش‌تر بیان کنند. این سلول‌ها، موسوم به ACE2-MSCها، در مدل سلولی و حیوانی آسیب ریوی، التهاب و مرگ برنامه‌ریزی‌شده (پایروپتوز) را کاهش دادند. نتایج نشان می‌دهد که این روش نسبت به استفاده از MSCهای معمولی یا ACE2 حل‌شده (rh-ACE2) اثربخشی بیشتری دارد. این مطالعه نقطه عطفی در ترکیب توانایی سلول‌درمانی و ژن‌درمانی است که می‌تواند به راهکارهای نوآورانه برای مقابله با بیماری‌های ویروسی ریوی منجر شود.

مقدمه
آسیب ریوی ناشی از ویروس‌های تنفسی، به ویژه در بیماری‌هایی مثل کووید-۱۹، یکی از چالش‌های جدی پزشکی معاصر است. در بسیاری از موارد، علاوه بر خود تکثیر ویروس، پاسخ ایمنی بیش‌فعال باعث تخریب بافت ریوی می‌شود که به مرگ یا آسیب بلندمدت منجر می‌شود. سلول‌های مزانشیمی به دلیل ویژگی‌های ایمن‌سازی، ترمیم بافتی و تنظیم ایمنی، به عنوان گزینه‌ای جذاب برای درمان چنین آسیب‌هایی مطرح شده‌اند. در عین حال، گیرنده واکنش به ویروس مانند ACE2 نقش محوری در ورود ویروس به سلول‌ها دارد. ایده‌ی مهندسی MSCها برای بیان ACE2 به گونه‌ای طراحی شده است که این سلول‌ها هم فرایند تنظیم ایمنی را انجام دهند و هم ACE2 کاری را عرضه کنند که بتواند اثرات ویروسی را خنثی یا کاهش دهد.

تاریخچه
پیش از این، مطالعاتی نشان داده‌اند که MSCها می‌توانند التهاب را کاهش داده و بهبود بافت را ترویج دهند. به عنوان مثال، در یکی از مدل‌های آسیب حاد ریوی (ALI) ناشی از لیپوپلی‌ساکارید (LPS)، MSCهایی که ژن ACE2 را بیش‌بیان می‌کردند، تأثیرات ضدم التهابی بیشتری داشتند و سد اندوتلیال را تقویت می‌کردند.
همچنین پژوهش‌های بالینی اولیه در انسان‌ها نشان داده‌اند که پیوند MSC به بیماران مبتلا به پنومونی کووید-۱۹ می‌تواند ایمنی نسبتاً خوبی داشته باشد و بهبودی عملکرد ریوی را تسریع کند.  از سوی دیگر، نگرانی‌هایی در مورد گیرنده ACE2 روی خود MSCها وجود داشت، چرا که ACE2 می‌تواند راه ورود ویروس به سلول باشد. در برخی مطالعات نشان داده شده که MSCهای مشتق از بندناف بیان بسیار کمی از ACE2 دارند، که می‌تواند ریسک عفونت را کاهش دهد.در زمینه مکانیسم، مزایای بالقوه MSCها در کووید-۱۹ و آسیب ریوی از طریق توانایی آن‌ها در تنظیم مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلولی (مانند پایروپتوز)، کاهش طوفان سایتوکینی و ترمیم بافت ابراز شده‌اند.

شیوه مطالعاتی

محققان ابتدا MSCهای مشتق شده از بندناف انسانی (hUC-MSC) را از طریق مهندسی ژنتیک تغییر داده و ژن ACE2 را وارد کردند تا سلول‌هایی با بیان بالای ACE2 تولید کنند (ACE2-MSC). کنترل آن‌ها MSCهای حامل وکتور خالی (GFP-MSC) بود. سپس فعالیت ACE2 این سلول‌ها در طی زمان در داخل سلول و در محیط کشت اندازه‌گیری شد و مشخص شد که ACE2 به طور موثری بیان و فعال می‌شود. در گام بعدی، آن‌ها مدل‌های سلولی از اپیتلیال ریه را برپا کردند: سلول‌های اپیتلیال نوع II آلوئولری (AT-II) و سلول‌های برونشیال (Beas-2B) را با دانگل پروتئین اسپایک ویروس SARS-CoV-2 ایجاد کردند (ترانسفکت اسپایک) تا این سلول‌ها تغییرات التهاب و پایروپتوز را شبیه‌سازی کنند. سپس این مدل سلولی را با ACE2-MSCها یا GFP-MSCها به روش کوکالچر (با استفاده از سیستم Transwell) همراه کردند.برای مدل حیوانی، محققان از موش‌های ترانس‌ژنیک بشر‌ـ‌ACE2 استفاده کردند تا عفونت با ویروس واقعی را شبیه‌سازی کنند اما به دلایل ایمنی از ویروس شبه‌ویروس (pseudovirus) استفاده کردند؛ این شبه‌ویروس، پروتئین اسپایک ویروس SARS-CoV-2 را دارد اما نمی‌تواند تکثیر یابد. MSCها(ACE2-MSC یا GFP-MSC) از طریق تزریق داخل وریدی به موش‌ها داده شدند و پس از آن بافت ریه تحلیل شد از نظر توزیع MSCها، مورفولوژی بافت، نمره آسیب، و بیان ژن‌های التهابی و عوامل پایروپتوز.

نتایج
در مطالعات سلولی، پس از کوکالچر ACE2-MSCها با سلول‌های AT-II یا Beas-2B تحت شرایط التهابی، بیان فاکتورهای التهابی نظیر TNF-α، IL-1β، IL-6، IL-8 و همچنین مولکول‌های مرتبط با پایروپتوز (مانند GSDMD، Casp1، Casp4، NLRP3 و غیره) به طور قابل توجهی کاهش یافت در مقایسه با گروه کنترل با GFP-MSCهاودر مدل حیوانی، با تزریق شبه‌ویروس اسپایک و سپس MSCها، محققان مشاهده کردند که ACE2-MSCها بهتر از MSCهای معمولی (GFP-MSC) یا ACE2 حل‌شده (rh-ACE2) در بهبود ساختار بافت ریه اثر دارند. آسیب‌هایی مانند اگزودا سلولی، تشکیل غشای شیشه‌ای و خونریزی در گروه ACE2-MSC به مراتب کمتر بود و بهبودی نزدیک به نرمال نشان داده شد. (
داده‌های مورفولوژیکی نیز تأیید کرد که ACE2-MSCها در ریه‌ها تجمع می‌کنند؛ شمار سلول‌های MSC ردیابی‌شده در بافت ریه پس از تزریق به‌ویژه در گروه‌هایی که قبلاً با التهاب (LPS) درمان شده بودند بالاتر بود. همچنین، سطح mRNA فاکتورهای طوفان سایتوکینی (مثل TNF-α، IFN-γ، IL-1β، IL-10 و غیره) و ژن‌های پایروپتوز در ریه حیواناتی که ACE2-MSC دریافت کرده بودند، به میزان چشم‌گیری کاهش یافت.

دستاورد
این مطالعه نشان می‌دهد که مهندسی MSCها برای بیان ACE2 انسانی یک رویکرد بسیار مؤثر و امیدوارکننده است. ترکیب فعالیت ضدویروسی (از طریق ارائه ACE2) با توانایی طبیعی MSCها در تنظیم ایمنی و ترمیم بافت، می‌تواند یک درمان دوگانه برای آسیب ریوی ویروسی باشد. در مقایسه با سلول‌درمانی ساده یا استفاده از ACE2 حل‌شده، ACE2-MSCها بهبود قوی‌تر و ماندگار‌تری را در مدل‌های آزمایشگاهی نشان دادند. این یافته می‌تواند پایه‌گذار تحقیقات بالینی بعدی و توسعه داروهای سلولی ژن‌درمانی برای بیماری‌هایی مانند کووید-۱۹ یا سایر عفونت‌های ریوی باشد.

گام بعدی مطالعه

با توجه به نتایج امیدوارکننده، پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند که گام بعدی، طراحی و اجرای مطالعات ایمنی و اثربخشی در مدل‌های نزدیک‌تر به انسان باشد. این شامل آزمایش‌های با ویروس‌های واقعی (نه شبه‌ویروس) در مدل‌های حیوانی پیشرفته‌تر، تعیین دوز بهینه ACE2-MSC، مسیرهای کاربرد (تزریق وریدی، داخل ریوی یا دیگر)، و آزمایش تحت شرایط بالینی است. همچنین لازم است مکانیسم دقیق چگونگی کاهش پایروپتوز و طوفان سایتوکینی توسط ACE2-MSC بررسی شود تا بتوان اثرات جانبی بالقوه و مخاطرات را به حداقل رساند. مطالعات ترکیبی با سایر درمان‌ها (مثل آنتی‌بادی، داروهای ضدویروسی) نیز می‌تواند کارساز باشد. در نهایت، یک کارآزمایی بالینی اولیه بر روی بیماران مبتلا به آسیب ریوی ویروسی ضروری است تا اثربخشی در انسان و قابلیت ترجمه به درمان بالینی به‌طور کامل ارزیابی شود.

پایان مطلب/.