به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در مقاله‌ای که در ماه نوامبر ۲۰۲۵ منتشر شد، گروهی از پژوهشگران موفق شدند سلول‌های بنیادی مزانشیمی بندناف را در یک هیدروژل زیست‌فعال قابل تزریق جای‌گذاری کرده و آن را با یک سامانه بیوالکترونیک تحریک‌کننده سازگار کنند. این ترکیب نوظهور که قابلیت ارائه سیگنال‌های الکتریکی کنترل‌شده را دارد، به‌طور معناداری بقای سلول‌ها، فعالیت ترمیمی آن‌ها و روند بازسازی بافت را افزایش داده است. هدف از این پژوهش توسعه رویکردی است که همزمان از مزایای درمان سلولی و تحریک الکتریکی بهره ببرد و بتواند در آینده برای ترمیم آسیب‌های عصبی، بافتی، و اختلالات مرتبط با بازسازی ناکافی بافت مورد استفاده قرار گیرد. نتایج این کار نشان می‌دهد که فناوری‌های هیبریدی می‌توانند بر محدودیت‌های رایج در سلول‌درمانی غلبه کرده و تحول تازه‌ای در پزشکی بازساختی ایجاد کنند.

درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی مزانشیمی بندناف

در سال‌های اخیر، درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی مزانشیمی بندناف توجه چشمگیری را در حوزه پزشکی بازساختی به خود جلب کرده‌اند. این سلول‌ها به دلیل توانایی تمایز چندگانه، ویژگی‌های ایمنی‌تنظیمی و رفتار ترمیمی، گزینه‌ای مناسب برای استفاده در طیف گسترده‌ای از آسیب‌ها و اختلالات بافتی محسوب می‌شوند. با این حال، چالش‌هایی مانند بقای محدود سلول‌ها پس از پیوند، توانایی پایین در یکپارچگی با بافت میزبان و عدم کنترل دقیق بر عملکرد سلول‌ها سبب شده است که بسیاری از درمان‌های مبتنی بر MSC‌ها نتوانند کارایی مورد انتظار را در بالین نشان دهند. از سوی دیگر، فناوری‌های بیوالکترونیک و مواد هوشمند به‌طور روزافزون برای کنترل رفتار سلول‌ها و هدایت ریزمحیط بازساختی به کار گرفته می‌شوند. پژوهش اخیر تلاش کرده است تا این دو حوزه را در قالب یک رویکرد هیبریدی ترکیب کند و از اثر هم‌افزایی سلول‌های بنیادی با تحریک الکتریکی استفاده کند.

تاریخچه

پیشینه استفاده از امواج الکتریکی در پزشکی به دهه‌های پیش بازمی‌گردد؛ زمانی که دانشمندان برای نخستین‌بار به نقش سیگنال‌های بیوالکتریک در رشد و ترمیم بافت توجه کردند. با توسعه فناوری‌های جدید، مواد زیستی هدایت‌پذیر و هیدروژل‌های قابل‌برنامه‌ریزی وارد عرصه پزشکی ترمیمی شدند. در دهه اخیر، سلول‌های بنیادی بندناف به دلیل دسترسی آسان، عدم ایجاد چالش‌های اخلاقی و ویژگی‌های زیستی مناسب، بیشتر مورد استفاده قرار گرفتند و پژوهشگران به دنبال یافتن راه‌هایی برای افزایش کارایی آن‌ها بودند. همزمان، مطالعات نشان دادند که تحریک الکتریکی می‌تواند تکثیر، تمایز و جهت‌یابی سلول‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین ایده ترکیب سلول‌درمانی با بیوالکترونیک به‌عنوان یک مسیر نوظهور شکل گرفت. نخستین تلاش‌ها بر طراحی مواد زیستی رسانا متمرکز بود و سپس سامانه‌های میکروالکترونیک به‌صورتی طراحی شدند که سیگنال‌های کوچک و زیست‌سازگار را به سلول‌ها منتقل کنند. پژوهش اخیر یکی از توسعه‌یافته‌ترین نمونه‌های این دسته از درمان‌های هیبریدی است که به‌طور خاص از سلول‌های بندناف استفاده می‌کند.

شیوه مطالعاتی

در این پژوهش، محققان ابتدا سلول‌های بنیادی مزانشیمی بندناف انسان را استخراج و در شرایط استاندارد کشت دادند. سپس یک هیدروژل مبتنی بر GelMA طراحی کردند که با افزودن عناصر رسانای زیستی تقویت شده بود تا بتواند سیگنال‌های الکتریکی را بدون آسیب به سلول منتقل کند. سلول‌های بنیادی درون این هیدروژل قرار داده شدند و سامانه بیوالکترونیک میکروساختاردهی‌شده در مجاورت آن نصب شد تا تحریکی با شدت کم و فرکانس کنترل‌شده ارسال کند. آزمایش‌ها شامل بررسی بقای سلولی، تکثیر، تمایز، ترشح فاکتورهای ترمیمی و تأثیر این مجموعه بر مدل‌های آزمایشگاهی آسیب بافتی بود. پژوهشگران همچنین رفتار هیدروژل در شرایط تزریق، پایداری سیگنال‌ها و اثرات آن بر ریزمحیط سلولی را ارزیابی کردند. مطالعات تصویربرداری و تحلیل‌های مولکولی برای تعیین میزان بازسازی بافت، نظم قرارگیری سلول‌ها و کاهش التهاب به کار گرفته شد. در پایان نیز مقایسه‌هایی میان گروه‌های شاهد، سلول‌درمانی ساده، و ترکیب سلول با بیوالکترونیک صورت گرفت.

نتایج

یافته‌ها نشان داد که حضور سامانه بیوالکترونیک باعث افزایش چشمگیر بقای سلول‌های بنیادی بندناف در هیدروژل شده است. سلول‌ها در این محیط نه تنها زنده ماندند، بلکه فعالیت ترمیمی بیشتری از خود نشان دادند. سیگنال‌های الکتریکی ارائه‌شده سبب افزایش ترشح فاکتورهای بازساختی، بهبود جهت‌یابی سلول‌ها و افزایش مهاجرت آن‌ها به سمت بافت آسیب‌دیده شد. همچنین در مدل‌های آزمایشگاهی دیده شد که این سامانه موجب کاهش التهاب، افزایش تراکم رگ‌های خونی جدید و تسریع ترمیم ساختاری بافت شده است. مقایسه گروه‌ها نشان داد که ترکیب سلول‌ها با تحریک الکتریکی به‌طور معناداری از درمان سلولی به‌تنهایی موثرتر بوده و فرایند ترمیم را سریع‌تر و پایدارتر ایجاد کرده است. علاوه بر این، هیدروژل به‌گونه‌ای طراحی شده بود که امکان تزریق آسان و شکل‌گیری ساختار پایدار پس از ورود به بدن را فراهم کند.

دستاورد

دستاورد اصلی این پژوهش معرفی یک رویکرد جدید و هوشمند برای پزشکی بازساختی است. برای نخستین‌بار، سلول‌های بندناف در قالب یک پلتفرم قابل‌کنترل قرار گرفتند که می‌تواند فعالیت آن‌ها را از طریق سیگنال‌های الکتریکی هدایت کند. این فناوری نه‌تنها بقای سلولی را افزایش می‌دهد، بلکه امکان هدایت دقیق‌تر رفتار سلول‌ها را فراهم می‌کند. این دستاورد باعث می‌شود که درمان‌های بازساختی آینده قابلیت شخصی‌سازی بیشتری داشته باشند و بتوانند بر اساس نوع آسیب، شدت تحریک، و ویژگی‌های بافتی بیمار تنظیم شوند. استفاده از مواد زیستی هوشمند و سامانه‌های الکترونیکی کوچک‌مقیاس، راه را برای درمان‌های پاسخ‌دهنده به محیط و قابل‌تنظیم هموار می‌کند.

گام بعدی مطالعه

پژوهشگران اعلام کردند که گام بعدی، آزمایش این سامانه بر مدل‌های حیوانی بزرگ‌تر و نزدیک‌تر به شرایط انسانی است تا ایمنی، پایداری و کارایی آن دقیق‌تر بررسی شود. همچنین قرار است نسخه‌های جدیدتری از هیدروژل طراحی شود که پاسخ‌دهی الکتریکی بهتری داشته باشند و بتوانند با طیف گسترده‌تری از سلول‌های بنیادی سازگار شوند. محققان امیدوارند پس از تکمیل مطالعات پیش‌بالینی، زمینه لازم برای ورود این فناوری به کارآزمایی‌های بالینی فراهم شود. هدف نهایی توسعه درمان‌هایی است که بتوانند به‌ویژه در آسیب‌های عصبی، ترمیم استخوان، اختلالات دژنراتیو و بیماری‌هایی که بازسازی بافت محدود است، اثرات درمانی قابل‌توجهی ارائه دهند.

پایان مطلب/.