به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، کمردرد مزمن یکی از شایع‌ترین مشکلات سلامتی در جهان است که میلیون‌ها نفر را تحت تأثیر قرار می‌دهد و هزینه‌های سنگینی بر سیستم‌های درمانی تحمیل می‌کند. از میان انواع مختلف کمردرد، حدود ۴۰ درصد موارد به دژنراسیون دیسک‌های بین‌مهره‌ای مرتبط است. دیسک بین‌مهره‌ای ساختاری پیچیده دارد که وظیفه جذب شوک و ایجاد انعطاف‌پذیری در ستون فقرات را بر عهده دارد. این ساختار از سه بخش اصلی تشکیل شده است: حلقه فیبروزی بیرونی، هسته پالپوزوس مرکزی که بافتی ژل‌مانند و غنی از پروتئوگلیکان است، و صفحات انتهایی غضروفی که دیسک را به مهره‌ها متصل می‌کنند. فرآیند تخریب معمولاً از هسته پالپوزوس آغاز می‌شود، جایی که کاهش سلول‌های زنده و تغییر در رفتار سلولی به سمت فنوتیپ کاتابولیک، زمینه‌ساز بیماری می‌گردد.

درباره مطالعه

درمان‌های موجود برای کمردرد مزمن عمدتاً بر تسکین علائم متمرکز هستند و نمی‌توانند روند تخریب را متوقف یا معکوس کنند. روش‌های دارویی شامل مسکن‌ها و داروهای ضدالتهاب، روش‌های فیزیکی مانند فیزیوتراپی و ماساژ، و در موارد شدیدتر، مداخلات جراحی نظیر فیوژن مهره‌ها، تنها به کاهش موقت درد کمک می‌کنند و قادر به ترمیم بافت آسیب‌دیده نیستند. این ناکارآمدی درمان‌های موجود، محققان را به سمت رویکردهای نوین پزشکی بازساختی سوق داده است که در آن هدف، بازسازی بافت و بازیابی عملکرد طبیعی دیسک است. پژوهشگران مرکز پزشکی سدارس-سینا در سال‌های اخیر تحقیقات گسترده‌ای را در زمینه پزشکی بازساختی برای درمان اختلالات اسکلتی-عضلانی آغاز کرده‌اند. گروه تحقیقاتی اسکلتی در این مرکز، به رهبری دکتر دیمیتری شین، با تمرکز بر توسعه درمان‌های سلولی برای بازسازی استخوان، غضروف، تاندون‌ها و دیسک‌های بین‌مهره‌ای فعالیت می‌کند. دکتر شین که بیش از پانزده سال به تحقیق در زمینه ژن‌درمانی و سلول‌درمانی اختصاص داده، معتقد است این حوزه پتانسیل درمانی عظیمی دارد. رویکرد اصلی او استفاده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی برای ساخت سلول‌های سازنده ماتریکس دیسک است، با این ایده که این سلول‌های جوان را به دیسک‌های پیر تزریق کنیم تا بازسازی امکان‌پذیر شود.

اهمیت محیط و حافظه اپی‌ژنتیک در تمایز سلول‌های بنیادی پرتوان القایی

تحقیقات دیگری نیز بر اهمیت محیط و حافظه اپی‌ژنتیک در تمایز سلول‌های بنیادی پرتوان القایی تأکید دارد. در یک مطالعه منتشر شده، محققان نشان دادند که سلول‌های بنیادی پرتوان القایی مشتق از سلول‌های پیش‌ساز هسته پالپوزوس، در حضور ماتریکس سلول‌های نوتوکورد، بیان بالاتری از نشانگرهای فنوتیپی سالم و مرتبط با ماتریس هسته پالپوزوس را نشان می‌دهند. این یافته اهمیت حافظه اپی‌ژنتیک بافت مبدأ را در کارایی تمایز سلول‌های بنیادی پرتوان القایی به تصویر می‌کشد و مسیر جدیدی را برای بهبود پروتکل‌های تمایز ارائه می‌دهد. همچنین پژوهشگران موفق به توسعه یک هیدروژل زیست‌فعال شده‌اند که از ماتریکس سلول‌های نوتوکورد مشتق شده و به عنوان حامل سلولی برای ترمیم هسته پالپوزوس عمل می‌کند. این هیدروژل که با پلی‌اتیلن‌گلیکول ترکیب شده، نه‌تنها محیطی محافظتی برای سلول‌های پیوندی فراهم می‌کند، بلکه سیگنال‌های لازم برای تمایز و بقای آنها را نیز تأمین می‌نماید. نتایج آزمایشات بر روی مدل سگ نشان داد که حدود ۷ درصد از سلول‌های تزریق شده، که از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی مشتق شده بودند، در بافت دیسک جایگزین شده و بیش از ۳۰ درصد از آنها بیان همزمان کلاژن نوع دوم و آگرکان را نشان دادند که با فنوتیپ عملکردی سلول‌های سالم مطابقت دارد.

روش‌شناسی این مطالعه

روش‌شناسی این مطالعه شامل چندین مرحله کلیدی بود. ابتدا محققان سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی را با استفاده از روش‌های استاندارد بازبرنامه‌ریزی سلول‌های بالغ تولید کردند. سپس این سلول‌ها را با استفاده از پروتکل‌های تمایزی که به طور ویژه برای القای فنوتیپ سلول‌های هسته پالپوزوس طراحی شده بودند، تحت درمان قرار دادند. برای ارزیابی موفقیت تمایز، محققان از تکنیک‌های مولکولی پیشرفته مانند واکنش زنجیره‌ای پلیمراز در زمان واقعی برای اندازه‌گیری بیان ژن‌های مرتبط با ماتریکس دیسک، ایمونوهیستوشیمی برای تأیید حضور پروتئین‌های خاص مانند کلاژن نوع دوم و آگرکان، و میکروسکوپ الکترونی برای بررسی ساختار ماتریکس تولید شده استفاده کردند. همچنین برای بررسی عملکرد سلول‌های تمایز یافته در محیط زنده، این سلول‌ها به همراه هیدروژل حامل به مدل‌های حیوانی تزریق شدند و پس از دوره‌های زمانی مشخص، بافت دیسک از نظر حضور سلول‌های پیوندی، تولید ماتریکس جدید و نشانه‌های التهابی یا پس‌زدگی مورد ارزیابی قرار گرفت.

دستاوردهای این مطالعه

دستاوردهای این مطالعه از چند جهت حائز اهمیت است. نخست آنکه محققان برای اولین بار نشان داده‌اند که سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی قابلیت تمایز به سلول‌های عملکردی هسته پالپوزوس را دارند که بتوانند ماتریکس غنی از پروتئوگلیکان و کلاژن نوع دوم تولید کنند. دوم آنکه استفاده از هیدروژل زیست‌فعال مشتق از ماتریکس نوتوکورد، راهکار مناسبی برای افزایش بقا و کارایی سلول‌های پیوندی در محیط خشن دیسک تخریب‌شده ارائه می‌دهد. سوم آنکه موفقیت در مدل سگ که از نظر اندازه و فیزیولوژی دیسک به انسان شباهت بیشتری دارد، گامی مهم در جهت انتقال این فناوری به کارآزمایی‌های بالینی انسانی محسوب می‌شود. چهارم آنکه رویکرد استفاده از سلول‌های پرتوان القایی، برخلاف سلول‌های بنیادی جنینی، با مسائل اخلاقی کمتری مواجه است و همچنین امکان تولید سلول‌های اختصاصی برای هر بیمار را فراهم می‌کند.

گام بعدی مطالعه

دکتر دیمیتری شین و تیمش در گام بعدی، آزمایش‌های خود را بر روی حیوانات بزرگ‌تر با شباهت فیزیولوژیکی بیشتر به انسان متمرکز کرده‌اند. این محققان همچنین تست‌های زیست‌رفتاری را توسعه داده‌اند که مانند تست‌های عصبی برای انسان، امکان ارزیابی دقیق‌تر کاهش درد را در حیوانات فراهم می‌کند. به گفته دکتر شین، این ابزاری هیجان‌انگیز و مهم است، زیرا در حال حاضر برای تعیین اینکه آیا مشکل ترمیم شده به تصویربرداری متکی هستیم، در حالی که دریافت بازخورد از حیوان ارزش بسیار بیشتری خواهد داشت. هدف نهایی این گروه تحقیقاتی توسعه یک درمان تزریقی است که نیاز به جراحی را از بین ببرد. تحقیقات آینده بر روی مهندسی سلول‌های بنیادی پرتوان القایی به گونه‌ای متمرکز خواهد شد که سیستم ایمنی بدن آنها را پس نزند، چراکه در حال حاضر یکی از چالش‌های اصلی سلول‌درمانی، نیاز به استفاده از داروهای سرکوب‌کننده سیستم ایمنی است.

انجام کارآزمایی‌های بالینی فاز یک بر روی انسان

گام‌های بعدی این مطالعه شامل انجام کارآزمایی‌های بالینی فاز یک بر روی انسان است که برای ارزیابی ایمنی و دوز مناسب این روش درمانی طراحی خواهند شد. در صورت موفقیت در این مرحله، کارآزمایی‌های فاز دو و سه با تعداد بیشتری از بیماران برای تأیید اثربخشی انجام خواهد شد. همچنین محققان قصد دارند روش‌های تولید سلول‌های بنیادی پرتوان القایی را بهینه‌سازی کنند تا هزینه‌ها کاهش یافته و تولید در مقیاس صنعتی امکان‌پذیر شود. توسعه هیدروژل‌های جدید با خواص مکانیکی و زیستی بهتر، و همچنین شناسایی نشانگرهای زیستی که بتوانند پیش‌بینی کنند کدام بیماران بیشترین پاسخ را به این درمان خواهند داد، از دیگر اولویت‌های تحقیقاتی آینده هستند. با توجه به شیوع بالای بیماری‌های دژنراتیو دیسک کمر و ناکارآمدی درمان‌های موجود، دستاوردهای اخیر محققان سدارس-سینا در تولید سلول‌های سازنده ماتریکس دیسک از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی، امیدواری‌های زیادی را در میان بیماران و متخصصان ایجاد کرده است و نویدبخش آینده‌ای است که در آن تزریق سلول‌های جوان و سالم بتواند دیسک‌های تخریب‌شده را بازسازی کرده و درد و ناتوانی ناشی از کمردردهای مزمن را به طور اساسی درمان کند.

پایان مطالب/.