نانوسیم‌ها انتقال سلول‌های بنیادی به استخوان را تسریع می‌کنند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یک پلتفرم نانویی در دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله (KAUST) توسعه یافته است که انتقال سلول‌های بنیادی به استخوان را تسریع می‌کند و به طور بالقوه راه را برای درمان کارآمدتر بیماری‌های استخوانی هموار می‌کند. نتایج این کار در نشریه Nanobiotechnology منتشر شده است.

این سیستم از سیم‌های آهنی ریز که در پاسخ به میدان‌های مغناطیسی خم می‌شوند، بهره می‌برد. سلول‌های بنیادی استخوان‌ساز که روی شبکه‌ای از این نانوسیم‌ها رشد می‌کنند، نوعی تمرین فیزیکی روی بستری متحرک دارند. سپس با دستورالعمل متمایزی که به جای چند هفته، فقط چند روز طول می‌کشد، خیلی سریع‌تر از شرایط معمول دیگر کشت، به استخوان بالغ تبدیل می‌شوند.

جاسمین مرزابان، زیست‌شناس KAUST، که به همراه یورگن کوسل، این مطالعه را رهبری کردند، گفت: «این یک یافته قابل توجه است.»

محققان پتانسیل تولید استخوان داربست نانوسیمی خود را با و بدون سیگنال مغناطیسی ارزیابی کردند. آن‌ها روی یک شبکه، سیم‌های ریزی الگودهی کردند، سیم‌هایی که هر کدام به اندازه زائده دم مانندی است که روی برخی باکتری‌ها یافت می‌شود. سپس سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسانی مشتق از مغز استخوان (MSCs) را روی این شبکه قرار دادند.

محققان دریافتند افزودن میدان مغناطیسی با فرکانس پایین، روند رشد استخوان را به طرز چشمگیری تسریع می‌کند. نشانگر‌های ژنتیکی رشد استخوان را می‌توان طی دو روز پس از انکوباسیون شناسایی کرد. در زیر میکروسکوپ، محققان همچنین می‌توانند سلول‌ها را ببینند که خودشان را بازسازی می‌کنند تا با سرعت بیشتری شبیه استخوان شوند.

محققان این پروژه قصد دارند این سیستم را در مدل‌های موش با بیماری‌های تحلیل‌برنده استخوان آزمایش کنند، با این انتظار که داربست‌های نانوسیمی با بذر سلول‌های بنیادی را بتوان با خیال راحت در محل‌های آسیب کاشت کرد و باعث ترمیم بافت‌ها شود. میدان مغناطیسی اعمال شده خارجی برای سرعت بخشیدن به روند بهبودی استفاده می‌شود.

خوزه افراین پرز، نویسنده این مطالعه، دانشجوی سابق دکترا در آزمایشگاه کوسل، همچنین کاربرد‌های بالقوه‌ای را برای این فناوری در سایر بیماری می‌بیند. وی اظهار داشت: «تغییر سفتی ماتریکس با افزایش یا کاهش طول و قطر نانوسیم می‌تواند پاسخ‌های متفاوتی را روی سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسانی مشتق از مغز استخوان ایجاد کند.»

محققان می‌توانند از انواع دیگر سلول‌های بنیادی برای تقویت رشد سیستم‌های عصبی و ترمیم مغز پس از سکته استفاده کنند. پرز نتیجه گرفت: «ما می‌توانیم داربست نانوسیم یا مواد پایه را بیشتر سفارشی کنیم.»