ماده زیستی که می‌تواند قلب آسیب دیده را درمان کند

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، پس از اینکه فردی دچار حمله قلبی شد، بدن او بافت آسیب دیده عضله قلب را با بافت اسکار بدون ضربان جایگزین می‌کند و عملکرد قلب را به خطر می‌اندازد. تخمین زده می‌شود که سالانه ۷۸۵۰۰۰ مورد حمله قلبی جدید در ایالات متحده وجود دارد و هیچ درمانی برای ترمیم آسیب ناشی از آن به بافت قلب وجود ندارد.

با این حال، ممکن است تزریق یک ماده زیستی جدید به بهبود بهتر قلب کمک کند.این ماده در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو توسط گروهی از پژوهشگران به سرپرستی پروفسور کارن کریستمن در حال توسعه است.

در سال ۲۰۱۲، کریستمن و همکارانش یک هیدروژل ساختند که برای تزریق مستقیم به نواحی آسیب دیده قلب طراحی شده بود. این هیدروژل ساختاری سه بعدی مانند داربست را تشکیل می‌دهد که سلول‌های قلبی می‌توانند در آن رشد کنند و در نهایت به جای بافت اسکار، بافت عضله قلب را تشکیل دهند.

یکی از مشکلات این هیدروژل‌ها این است که حداقل تا یک هفته پس از وقوع حمله نمی‌توان آن را به قلب تزریق کرد چرا که هر گونه تزریق زودتر از این زمان خطر آسیب رساندن به قلب ضعیف شده را به همراه خواهد داشت.

برای دور زدن این محدودیت، دانشمندان اخیراً اقدام به تغییر این هیدروژل کردند به گونه‌ای که بتوان آن را بلافاصله پس از وقوع حمله قلبی، چه به صورت داخل وریدی چه از طریق تزریق به رگ خونی منتهی به قلب، تجویز کرد.

مارتین اسپنگ، اولین نویسنده این مقاله می‌گوید: «ما به دنبال طراحی یک درمان بیومتریال بودیم که بتواند به اندام‌ها و بافت‌های غیرقابل دسترسی تحویل داده شود، از این رو به روشی برای استفاده از جریان خون - عروقی که قبلاً به این اندام‌ها و بافت‌ها خون می‌رسانند، رسیدیم.» 

این تغییرات شامل کوچکتر کردن ذرات منفرد بود. این ابتکار محققان به آن‌ها اجازه می‌دهد از شکاف‌های کوچکی بین سلول‌های دیواره رگ‌های خونی قلب عبور کنند تا بتوانند به بافت آسیب‌دیده قلب راه پیدا کنند. چنین شکاف‌هایی بین سلول‌های اندوتلیال (دیواره عروق خونی) نیز نوعی آسیب حمله قلبی است.

با این حال، هنگامی که این ماده زیستی تزریقی روی موش‌ها و خوک‌ها آزمایش شد، مشخص شد که این ذرات به سلول‌های اندوتلیال متصل می‌شوند و شکاف‌های بین آن‌ها را می‌بندند.   این عملکرد چیز خوبی بود، زیرا باعث می‌شد رگ‌های خونی آسیب‌دیده سریع‌تر بهبود یابند.

در نتیجه، جریان خون طبیعی به بافت عضله قلب سریعتر بازیابی شد و التهاب کمتری مشاهده شد. به طور کلی، هر چه میزان التهاب در محل زخم کمتر باشد، میزان بافت اسکار کمتری تشکیل می‌شود. آزمایش‌های بیشتر بر روی موش نشان داد که ذرات بیومتریال می‌توانند برای درمان آسیب‌های مغزی تروماتیک و فشار خون شریانی ریوی نیز استفاده شوند. آزمایشگاه کریستمن چندین مطالعه پیش بالینی را برای این شرایط انجام خواهد داد.

دکتر ریوز پزشک قلب و عروق دانشگاه سن دیگو می‌گوید: یکی از دلایل اصلی ما برای درمان بیماری شدید عروق کرونر و انفارکتوس میوکارد، جلوگیری از اختلال عملکرد بطن چپ و پیشرفت به نارسایی احتقانی قلب است. این درمان آسان برای اجرا این پتانسیل را دارد که نقش مهمی در رویکرد درمانی ما ایفا کند.

کریستمن می‌گوید: این ماده زیستی امکان درمان بافت آسیب دیده را از درون به بیرون می‌دهد. این روش یک رویکرد جدید برای مهندسی بازسازی است.

اخیرا مقاله‌ای در مورد این تحقیق در مجله Nature Biomedical Engineering منتشر شده است.