پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی تهران با همکاری مححقان دانشگاه شهید چمران اهواز موفق به ساخت نمونه‌های آزمایشگاهی داربست‌هایی از جنس نانوالیاف شده‌اند. این داربست‌ها به منظور تولید سلول‌های کارامد از سلول‌های بنیادی جهت درمان بیماری‌هایی از جمله دیابت و بیما
دانشگاه علوم پزشکی تهران: داربست‌های نانوالیافی، بستری برای رشد و تبدیل سلول‌های بنیادی به سلول‌های درمان بیماری‌ها
درمان از کار افتادگی ارگان‌های بدن نظیر سلول‌های تولید کننده‌ی انسولین در بیماری دیابت یکی از مشکلات حل نشده و بحث برانگیز در حوزه‌ی پزشکی است. در بسیاری از موارد، پیوند عضو به عنوان درمان انتخابی از جمله در بیماری‌های کبدی، ریوی و یا لوزالمعده در نظر گرفته می‌شود. با این حال عوارض مرتبط با پیوند اعضا همچون کمبود اهدا کننده‌ی سازگار، عوارض جراحی، رد پیوند و هزینه‌های بالای آن همواره وجود دارد. از این رو، سلول درمانی می‌تواند به عنوان یک روش جایگزین برای غلبه بر این موانع اتخاذ شود.
به گفته‌ی دکتر الهام حویزی، سلول‌های پرتوان القا شده‌ی انسانی (hiPSCs)، به صورت بالقوه قادر به متمایز شدن به کلیه سلول‌های بافت‌های انسانی است. به همین دلیل به عنوان یک منبع نامحدود روش سلول درمانی در کاربردهای بالینی مطرح شده است.
وی در ادامه افزود: «شکل گیری سلول اندودرم قطعی (Definitive endoderm) اولین و مهم‌ترین مرحله در رشد و نمو اندام‌هایی مانند پانکراس و کبد در مهره داران است. به همین دلیل، تولید آن ضامن تولید انواع سلول‌های کارآمد در درمان بیماری‌های مرتبط با این اندام‌ها از جمله دیابت و بیماری‌های کبدی است. از این رو هدف از انجام این طرح تولید با بازده بالای سلول‌های اندودرم اولیه از سلول‌های پرتوان القا شده‌ی انسانی، بر روی داربست‌های نانوالیافی بوده است.»
نتایج این طرح می‌تواند در رفع مشکلات مربوط به تمایز سلول‌های بنیادی به سلول‌های هپاتوسیت و سلول‌های تولید کننده‌ی انسولین به منظور درمان بیماری‌های کبدی و دیابت مؤثر باشد.
به گفته‌ی این محقق، نتایج این تحقیق نشان داده که سلول‌های iPS تولید شده در این طرح، می‌توانند با کارایی بالایی به سلول‌های آندودرم قطعی تمایز یابند.
حویزی در ادامه به اثر استفاده از داربست‌های نانوالیافی پرداخت و افزود: «مطالعات نشان داده که استفاده از داربست نقش مؤثری در متمایز شدن سلول‌های بنیادی به انواع مختلف سلول‌ها داشته باشد و سبب افزایش بقا و تکثیر آن‌ها گردد. در این طرح نیز داربست سنتز شده محیط مناسبی برای رشد و تمایز سلول‌های iPS به سلول‌های آندودرم قطعی فراهم آورد. از طرفی سلول‌های iPS هیچ گونه ناسازگاری با داربست پلی لاکتیک اسید/ژلاتین (PLA/Gelatin) نشان نداده و این داربست هیچگونه سمیتی بر این سلول‌ها نداشته است.»
در این مطالعات سلول‌های القا شده انسانی (HiPS) تحت عواملی که در متمایز شدن آن‌ها به اندودرم قطعی نقش دارند، در محیط کشت دو بعدی و سه بعدی مورد بررسی قرار گرفتند. برای این منظور توان تمایزی سلول های hiPS بر داربست نانوالیاف از جنس پلی لاکتیک اسید/ژلاتین پوشش داده شده با ماتریژل تحت تأثیر عوامل رشد مختلف(Activin A/wnt3a و IDE1 ) به سلول های اندودرم قطعی مطالعه شده است. خصوصیات داربست‌ها با روش‌های مختلف از جمله FT-IR و SEM بررسی شده است. همچنین تمایز سلول‌های hiPS به سلول‌های اندودرم قطعی به کمک آشکارسازهای متفاوت و با استفاده از روش‌هایی نظیر ایمونوسیتوشیمی و qRT-PCR انجام گرفته است.
حویزی در پایان در توضیح کامل‌تر نتایج حاصل شده عنوان کرد: «اثر مثبت محیط کشت سه بعدی بر تکثیر و تمایز سلول‌های اندودرم قطعی بیشتر از محیط دو بعدی بود. به علاوه یافته‌های حاصل از مقایسه عوامل مختلف نشان می‌دهد که اگرچه هر دو عامل IDE1 وActivin A/Wnt3a می‌توانند برای تمایز سلول‌های hiPS به سلول‌های اندودرم قطعی مورد استفاده قرار گیرند، اما استفاده از مسیر Activin A/Wnt3a هم در شرایط کشت ۳بعدی و هم کشت ۲ بعدی مؤثر و کاراتر است.»
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر الهام حویزی- عضو هیأت علمی دانشگاه شهید چمران اهواز- و همکارانش است که نتایج آن در مجله‌ی Journal of Biomedical Research (جلد ۱۰۲، شماره ۱۱، سال ۲۰۱۴، صفحات ۴۰۲۷ تا ۴۰۳۶) منتشر شده است.
به گفته‌ی دکتر الهام حویزی، سلول‌های پرتوان القا شده‌ی انسانی (hiPSCs)، به صورت بالقوه قادر به متمایز شدن به کلیه سلول‌های بافت‌های انسانی است. به همین دلیل به عنوان یک منبع نامحدود روش سلول درمانی در کاربردهای بالینی مطرح شده است.
وی در ادامه افزود: «شکل گیری سلول اندودرم قطعی (Definitive endoderm) اولین و مهم‌ترین مرحله در رشد و نمو اندام‌هایی مانند پانکراس و کبد در مهره داران است. به همین دلیل، تولید آن ضامن تولید انواع سلول‌های کارآمد در درمان بیماری‌های مرتبط با این اندام‌ها از جمله دیابت و بیماری‌های کبدی است. از این رو هدف از انجام این طرح تولید با بازده بالای سلول‌های اندودرم اولیه از سلول‌های پرتوان القا شده‌ی انسانی، بر روی داربست‌های نانوالیافی بوده است.»
نتایج این طرح می‌تواند در رفع مشکلات مربوط به تمایز سلول‌های بنیادی به سلول‌های هپاتوسیت و سلول‌های تولید کننده‌ی انسولین به منظور درمان بیماری‌های کبدی و دیابت مؤثر باشد.
به گفته‌ی این محقق، نتایج این تحقیق نشان داده که سلول‌های iPS تولید شده در این طرح، می‌توانند با کارایی بالایی به سلول‌های آندودرم قطعی تمایز یابند.
حویزی در ادامه به اثر استفاده از داربست‌های نانوالیافی پرداخت و افزود: «مطالعات نشان داده که استفاده از داربست نقش مؤثری در متمایز شدن سلول‌های بنیادی به انواع مختلف سلول‌ها داشته باشد و سبب افزایش بقا و تکثیر آن‌ها گردد. در این طرح نیز داربست سنتز شده محیط مناسبی برای رشد و تمایز سلول‌های iPS به سلول‌های آندودرم قطعی فراهم آورد. از طرفی سلول‌های iPS هیچ گونه ناسازگاری با داربست پلی لاکتیک اسید/ژلاتین (PLA/Gelatin) نشان نداده و این داربست هیچگونه سمیتی بر این سلول‌ها نداشته است.»
در این مطالعات سلول‌های القا شده انسانی (HiPS) تحت عواملی که در متمایز شدن آن‌ها به اندودرم قطعی نقش دارند، در محیط کشت دو بعدی و سه بعدی مورد بررسی قرار گرفتند. برای این منظور توان تمایزی سلول های hiPS بر داربست نانوالیاف از جنس پلی لاکتیک اسید/ژلاتین پوشش داده شده با ماتریژل تحت تأثیر عوامل رشد مختلف(Activin A/wnt3a و IDE1 ) به سلول های اندودرم قطعی مطالعه شده است. خصوصیات داربست‌ها با روش‌های مختلف از جمله FT-IR و SEM بررسی شده است. همچنین تمایز سلول‌های hiPS به سلول‌های اندودرم قطعی به کمک آشکارسازهای متفاوت و با استفاده از روش‌هایی نظیر ایمونوسیتوشیمی و qRT-PCR انجام گرفته است.
حویزی در پایان در توضیح کامل‌تر نتایج حاصل شده عنوان کرد: «اثر مثبت محیط کشت سه بعدی بر تکثیر و تمایز سلول‌های اندودرم قطعی بیشتر از محیط دو بعدی بود. به علاوه یافته‌های حاصل از مقایسه عوامل مختلف نشان می‌دهد که اگرچه هر دو عامل IDE1 وActivin A/Wnt3a می‌توانند برای تمایز سلول‌های hiPS به سلول‌های اندودرم قطعی مورد استفاده قرار گیرند، اما استفاده از مسیر Activin A/Wnt3a هم در شرایط کشت ۳بعدی و هم کشت ۲ بعدی مؤثر و کاراتر است.»
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر الهام حویزی- عضو هیأت علمی دانشگاه شهید چمران اهواز- و همکارانش است که نتایج آن در مجله‌ی Journal of Biomedical Research (جلد ۱۰۲، شماره ۱۱، سال ۲۰۱۴، صفحات ۴۰۲۷ تا ۴۰۳۶) منتشر شده است.
