پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

اگر از یک ورزشکار بپرسید که آیا ترجیح می‌دهند استخوان شان بشکند یا تاندون آشیل شان پاره شود، مطمئناً اولی را انتخاب خواهند کرد.

 این به این دلیل است که صدمات وارده به تاندون‌ها - طناب‌های قوی و انعطاف‌پذیر بافتی که عضله را به استخوان متصل می‌کند و در نتیجه حرکت را امکان‌پذیر می‌کند - می‌تواند فرآیندهای بهبودی طولانی، سخت و ناتمام داشته باشد.  بافت نرم تاندون‌هایی که به بافت‌های سخت استخوان‌ها متصل می‌شوند، مکان دشواری را برای بهبود ایجاد می‌کنند، و بافت اسکار در آنجا می‌تواند دامنه حرکت تاندون بهبود یافته و حجم کاری را که می‌تواند تحمل کند، را محدود کند.

 یکی از راه‌های درمان آسیب‌های تاندون، پیوند سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) در محل است.  این سلول‌ها که در مغز استخوان وجود دارند، نقش مهمی در بازسازی بافت ایفا می کنند.  آنها را می توان با استفاده از "داربست هایی" که سلول های بنیادی مزانشیمی و فاکتورهای رشد را در محل آسیب قرار می دهد، به جایی که بافت جدید ایجاد می کنند پیوند زد.

 در تلاش برای بهبود ترمیم و بازسازی تاندون، محققان موسسه نوآوری زیست پزشکی تراساکی لس آنجلس (TIBI) به الهام از کرم ابریشم روی آوردند.

 با مخلوط کردن پروتئین ابریشم تولید شده توسط این کرم در یک ژل، محققان توانستند بافت تاندون را در موش‌های آسیب دیده از ناحیه آشیل ترمیم کنند.

 علی خادم حسینی، مدیر عامل TIBI، گفت: «دستیابی به بازسازی بافت برای ترمیم تاندون بسیار دشوار است.  "کار انجام شده در اینجا به طور قابل توجهی باعث پیشرفت این دستاورد می شود."

 نخ‌های تولید شده توسط کرم ابریشم Bombyx mori کاربردهایی فراتر از پارچه‌های زیبا دارند.  این موجودات کوچک برای قرن‌ها منبع مواد پزشکی مهمی به ویژه نخ بخیه بوده‌اند.
 برای مطالعه ای که در Small منتشر شد، تیم TIBI از پروتئین ابریشم خاصی به نام فیبروئین ابریشم استفاده کرد.  TIBI می‌گوید استحکام، دوام و زیست تخریب‌پذیری پروتئین ابریشم آن را برای استفاده در داربست‌های تاندون‌ها ایده‌آل می‌کند - اما همچنان مشکلاتی را نیز ایجاد می‌کند.

 محققان در مقاله خود توضیح می دهند: "فیبروئین ابریشم (SF) یک ماده زیستی امیدوارکننده برای ترمیم تاندون است، اما خواص مکانیکی نسبتاً سفت و سخت و میل سلولی کم آن، کاربرد آن را در پزشکی بازساختی محدود کرده است.
 از سوی دیگر داربست های ساخته شده از ژل، عملکرد بهتری در چسبیدن سلول ها و بازسازی بافت ها دارند، اما فاقد استحکام مکانیکی برای ایجاد بافت هایی به سختی تاندون ها هستند. بنابراین محققان این دو را با هم ترکیب کردند.

 ترکیب مناسب: تیم تراساکی پروتئین ابریشم را با یک ژل ترکیب کرد و ورقه‌هایی با نسبت‌های مختلف ایجاد کرد که سپس آن‌ها برای ویژگی هایی مانند «ساختار فیبری و کشش» آزمایش شدند تا بهترین مورد پیدا شود.
 سپس ورقه‌های برنده با سلول‌های بنیادی مزانشیمی تزریق شدند که در مقایسه با پروتئین ابریشم به تنهایی، روی ورقه‌ها با فیبروئین و ژل ابریشم رشد بهتری داشتند، و تجزیه و تحلیل ژنتیکی نشان داد که فعالیت ژن های بازسازی‌کننده سلول‌های بنیادی مزانشیمی به میزان قابل‌توجهی افزایش یافته است.
 با رنگ‌آمیزی ورق‌ها، محققان دریافتند که سلول‌های ورقه‌های ترکیبی دارای نرخ چسبندگی بیش از 80 درصد بوده و مورفولوژی بلندی را تشکیل می‌دهند که نشان می‌دهد سلول‌ها به سرعت چسبیده‌اند.  هنگامی که به ژل یا پروتئین ابریشم به تنهایی نگاه می کنیم، سلول ها تنها 60 درصد نرخ چسبندگی و شکل گرد داشتند.
 به عنوان یک امتیاز، آنها متوجه شدند که پروتئین ابریشم همچنین ماتریکس ژل حاصل را متخلخل تر می کند، که ترمیم تاندون را افزایش می دهد. مخلوط پروتئین ابریشم و ژل نیز بازسازی تاندون بهتری را در مدل‌های موشی نشان داد.

 گام بعدی آزمایش این موضوع برای ایمنی و کارایی در انسان خواهد بود - و ما یک قدم به غلبه بر آسیب‌های مخرب تاندون (و گاهی اوقات کشنده) نزدیک‌تر خواهیم بود.

https://www.freethink.com/health/silk-protein-tendons