بسته های کوچک می تواند پتانسیل زیادی برای کمک به درمان های مبتنی بر سلول داشته باشد

درمان های مبتنی بر سلول مدت هاست که به عنوان یک گزینه درمانی جایگزین برای بیماران مبتلا به طیف وسیعی از بیماری های ناشی از نارسایی اندام ها و بافت ها، از جمله حمله قلبی، دیابت، کوری قرنیه و فیبروز کیستیک در نظر گرفته شده است. اگرچه در تئوری عالی هستند، اما در عمل، این درمان‌ها موفقیت بالینی محدودی را در بسیاری از کاربردها به دلیل زنده ماندن سلولی کم پس از تزریق، و همچنین نگهداری ضعیف در محل تزریق و پیوند در بافت آسیب‌دیده نشان می‌دهند. تحقیقات در حال انجام به رهبری راشل پالچسکو و آدام فاینبرگ در حال بررسی استفاده از یک روش تحویل سلولی جدید برای کمک به سلول‌ها برای چسبیدن و ماندن در جایی هستند که بیشتر مورد نیاز هستند.

سالانه بیش از 50000 عمل پیوند قرنیه در ایالات متحده انجام می شود، آماری چشمگیر که از تعداد پیوندهای سایر اعضای جامد در مجموع بیشتر است. در تحقیقات جدید منتشر شده در مواد ارتباطیمحققان CMU و دانشگاه پیتسبورگ استفاده از یک بسته کوچک از سلول‌های اندوتلیال قرنیه را به عنوان جایگزینی بالقوه برای پیوند قرنیه پیشنهاد می‌کنند، زمانی که تراکم سلول‌های اندوتلیال پایین علت کوری قرنیه است.

اندوتلیوم قرنیه (CE) یک لایه سلولی است که سطح پشتی قرنیه را می پوشاند و مسئول حفظ ضخامت و شفافیت مناسب قرنیه است. تقریباً نیمی از پیوندهای قرنیه ناشی از شکست CE است، عمدتاً به دلیل از دست دادن سلول هایی که نمی توانند برای ترمیم آسیب یا آسیب تکثیر شوند.

در حالی که برخی از درمان‌ها برای شکست CE وجود دارد، رد مزمن و عرضه محدود اهداکننده انگیزه توسعه روش‌های جدید برای تزریق سلول‌های CE به منظور جمع‌کردن مجدد اندوتلیوم قرنیه و بازیابی عملکرد شده است. تا به حال، اکثر رویکردها نیاز داشتند که CE موجود از طریق خراشیدن یا آسیب برودتی قرنیه برداشته شود تا مکانی برای اتصال سلول های تحویل داده شده فراهم شود.

راشل پالچسکو، محقق دانشکده ویژه مهندسی زیست پزشکی توضیح داد: «می‌توانید تصور کنید که اگر می‌خواهید یک سلول سالم را بردارید و آن را در یک بافت متخاصم قرار دهید، نمی‌خواهد در آنجا بماند». ما بر اساس برخی از کارهایی که گروهی در ژاپن انجام می‌دادند، معیاری برای کاربرد موثر سلول‌های کوچک‌پیچ‌شده در قرنیه داشتیم و می‌دانستیم که می‌توانیم آن را بهبود بخشیم. ما توانستیم نشان دهیم که می‌توانیم سلول‌ها را به طور موثر بسته بندی کنیم و آنها را وادار به ادغام در بافت های با چگالی بالا، بدون ایجاد آسیب یا حذف سلولی کنید. فناوری ما می تواند سلول درمانی را بهبود بخشد و به سلول ها کمک کند که بچسبند و در جایی که می خواهیم بمانند.”

تکنیک این گروه از جزایر ریزالگوی بسته بندی شده سلول های اندوتلیال قرنیه در یک لایه غشای پایه از ماتریکس خارج سلولی استفاده می کند که سلول ها را قادر می سازد اتصالات سلول به سلول و ساختار اسکلت سلولی خود را در حالت تعلیق حفظ کنند. در یک سری از مطالعات، بسته‌های کوچک سلولی توانایی پیوند سریع به تک‌لایه‌های اندوتلیال قرنیه با چگالی بالا را در سیستم‌های مدل in vitro و in vivo نشان دادند.

پالچسکو گفت: “بخش عمده تحقیقات من در درمان کوری قرنیه بوده است؛ با این حال، ما معتقدیم که این فناوری پتانسیل قوی برای استفاده در سایر نواحی بدن دارد.” گروه ما در آزمایشگاه در حال بررسی چگونگی استفاده از این فناوری برای درمان فیبروز کیستیک یا تحویل سلول‌ها پس از حمله قلبی است.

آدام فاینبرگ، استاد مهندسی زیست پزشکی و علم و مهندسی مواد، می گوید: تصور کنید که می توان با یک تزریق ساده به بافت آسیب دیده به جای انتظار برای پیوندی که ممکن است هرگز انجام نشود، از نارسایی اندام جلوگیری کرد. این پتانسیل واقعاً هیجان‌انگیز این فناوری است که بیشتر توسعه یافته و تأیید می‌شود. و ما از حمایت مؤسسه ملی سلامت و بنیاد فیبروز کیستیک در تأمین مالی این تحقیق سپاسگزاریم.»

پالچسکو افزود: “این یک فناوری ساده و موثر است – بیش از حد مهندسی نشده است؛ ما فقط این سلول ها را در بسته های کوچک می بندیم. من معتقدم که می توانیم آن را جلوتر ببریم و به افراد زیادی کمک کنیم.”