هیدروژل جدیدی که مخزن اکسیژن سلول‌های بنیادی مغز را ترمیم می‌کند

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، رقابت برای بازسازی بافت آسیب دیده در نتیجه آسیب مغزی ناشی از سکته مغزی میان محققان بالا گرفته است. اما یکی از موانع بزرگی بر سر راه موفقیت آن وجود دارد،زنده نگه داشتن سلول‌های بنیادی به اندازه کافی برای رسیدگی به این مشکل است.

به طور معمول، کمبود اکسیژن و فقدان یک شبکه عروقی در اطراف بافت آسیب دیده مغز، نرخ بالای مرگ سلولی را، در میان سایر مسائل، با درمان‌های هیدروژل بیومتریک تزریقی نشان می‌دهد.

اکنون، دانشمندان یک هیدروژل هیبریدی ایجاد کرده‌اند که نه تنها سلول‌های مورد نیاز برای ترمیم بافت را تحویل می‌دهد، بلکه منبع اکسیژن را نیز فراهم می‌کند تا بهترین شانس برای استقرار در محل را به آنها بدهد.

دیوید نیسبت، پروفسور و مدیر موسسه مهندسی بیومدیکال گریم کلارک در دانشگاه ملبورن استرالیا، توضیح داد: «پس از آسیبی مانند سکته مغزی، یک ناحیه مرده در مغز و سیستم خونی آن به وجود می‌آید. بنابراین، ما به یک منبع خون موقت برای حمایت از سلول‌ها نیاز داریم تا زمانی که سیستم خونی ترمیم شود.»

این ژل ترکیبی مبتنی بر آب که طی پنج سال توسط این گروه به رهبری دیوید نیسبت و کالین جکسون، استاد دانشگاه ملی استرالیا ساخته شده است، حاوی پروتئین مصنوعی مبتنی بر میوگلوبین است که آزادسازی پایدار اکسیژن مورد نیاز سلول‌های بنیادی را برای زنده ماندن و تبدیل شدن آن ها به سلول های تخصصی را فراهم می‌کند.

میوگلوبین یک پروتئین طبیعی در بافت ماهیچه ای است که اکسیژن را در سلول ها ذخیره و پخش می کند. محققان شیوع بالای آن را در پستانداران  مانند نهنگ‌ها و اسب‌ها بررسی کردند که فیزیولوژی و رفتار آنها مستلزم آزادسازی پایدار اکسیژن است.

پریش گفت: «ما مشاهده کردیم که بافت جدید را می‌توان به روشی مشابه بافت مغز سالم تحریک کرد، و اولین شواهد را از مزایای ارائه اکسیژن در یک هیدروژل برای دستیابی به بقای طولانی‌مدت و ادغام پیوند سلول‌های بنیادی یافتیم.

در آزمایش‌های بالینی روی موش‌ها، این ژل به تسهیل بقای تعداد بیشتری از سلول‌ها کمک کرد و بعد از چهار هفته نواحی بافت مغز را بهبود بخشید و پتانسیل زیادی برای تکرار در مطالعات انسانی دارد. تصاویر زیر مقطع کاهش قابل توجهی در ماده بافت آسیب دیده (تیره تر) را پس از مدت زمان مشابه در مغز موش هایی که ژل هیبریدی میوگلوبین دریافت کرده اند، نشان می دهد:

تأثیر هیدروژل با میوگلوبین در مغز موش پس از ۲۸ روز

تأثیر هیدروژل بدون میوگلوبین در مغز موش پس از ۲۸ روز

پریش می‌گوید: «هیدروژل حاوی میوگلوبین و سلول های بنیادی بافت آسیب دیده مغز را ترمیم کرد. تجزیه و تحلیل 28 روز پس از تحویل هیدروژل نشان داد که بقا و رشد سلول های بنیادی جدیدی که برای عملکرد سالم مغز مورد نیاز هستند، در مقایسه با هیدروژل بدون میوگلوبین، به طور قابل توجهی افزایش یافته است.

در حالی که این مطالعه بر محدودیت‌های فناوری‌های پیوند سلولی، مانند نرخ بقای ضعیف سلول‌ها در گرافت‌های بزرگ، تخریب سلولی و انتشار دور از محل کانونی تاکید می‌کند، محققان بر این باورند که پیشرفت آنها دامنه زیادی برای توسعه درمان‌های موثر ارائه می‌دهد.

این پژوهش در مجله Nature Communications منتشر شده است.