پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

بر اساس پژوهش‌ها، سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) مایع سینوویال (مایع مفصلی) تزریق شده به زانو موجب بازسازی مینیسک در چندین مدل حیوانی می‌شوند؛ اما نحوه عمل ناشناخته می‌باشد. از این رو شناسایی مولکول‌های مسئول این بازسازی به عنوان هدف مورد مطالعه قرار‌گرفتند.

سلول‌های بنیادی مزانشیمی سینوویال موش با آنتی بادی‌های خنثی کننده اینتگرینβ1، PDGFRβ وCD44 یا با سیستم CRISPR/Cas9 برای حذف ژن‌های Vcam1، Tnfr1 و Col2a1 تحت درمان قرارگرفتند. پس از مینیسکتومی جزئی، سلول‌های بنیادی مزانشیمی به زانوهای موش تزریق شدند و ناحیه مینیسک بازسازی شده سه هفته بعد مورد ارزیابی قرار گرفت و عملکردهای in vivo و in vitro میان  MSCهای تیمار شده و شاهد مقایسه شدند.

آنتی بادی خنثی کننده آنتی اینتگرینβ1 در شرایط آزمایشگاهی موجب مهار چسبندگی MSC به محفظه‌های پوشش داده شده با کلاژن شد و آنتی بادی خنثی کننده آنتی PDGFRβ از تکثیر در ظروف کشت جلوگیری کرد. همچنین حذف Col2a1 غضروف‌زایی در شرایط آزمایشگاهی را مهار نمود.

در داخل بدن، ناحیه مینیسک بازسازی ‌شده پس از تزریق سلول‌های بنیادی مزانشیمی تحت درمان با آنتی‌بادی‌‌های خنثی‌کننده اینتگرین β1 و PDGFRβ یا فاقد ژن‌کلاژن نوع II، به‌طور قابل‌توجهی کوچک‌تر از تزریق MSC شاهد بود. در مقابل، مناطق بازسازی شده پس از تزریق سلول‌های بنیادی مزانشیمی تیمار شده با CD44-، Vcam1- یا Tnfr1 مشابه گروه کنترل بودند.

به طورکلی، سلول‌های بنیادی مزانشیمی سینوویال که به مفصل زانو تزریق می‌شوند؛ بازسازی مینیسک را از طریق چسبندگی به اینتگرینβ1 در ناحیه مینیسکتومی شده، تکثیر توسط PDGFRβ و تولید ماتریکس غضروف از کلاژن نوع II تسریع می بخشند.

Kitahashi, T., Kogawa, R., Nakamura, K. et al. Integrin β1, PDGFRβ, and type II collagen are essential for meniscus regeneration by synovial mesenchymal stem cells in rats. Sci Rep 12, 14148 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-18476-2