ترکیبی از سلولهای بنیادی بزرگسالان و داروی گلوکوم باعث بهبود زخم دیابتی در موشها گردید

28ژوئیه 2020 - مطالعه جدیدی که امروز در Stem Cells Translational Medicine منتشر شد، نشان از دستیابی به یک موفقیت اساسی در بهبود زخم های مزمن ناشی از دیابت در پا دارد. محققان دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، برای اولین بار نشان دادند که چگونه داربست زیستی ساخته شده از سلولهای بنیادی مزانشیمی انسان (MSC) همراه با تیمولول - دارویی که معمولاً برای درمان گلوکوم استفاده می شود- سبب بهبود و کاهش التهاب زخم های موش های دیابتی به میزان 75 درصد بیش از گروه های کنترل گردید.

به گزارش انجمن دیابت آمریكا، زخم های مزمن پا برخی از خطرناک ترین و شایع ترین عوارض دیابت هستند که در 25 درصد از افراد مبتلا به دیابت ایجاد می شوند. این انجمن همچنین پیش بینی می کند که 30 درصد از این موارد در نهایت منجر به قطع عضو خواهند شد. هشدار دهنده تر این است که میزان مرگ و میر پنج ساله ی افرادی که تحت عمل قطع عضو قرار گرفته اند؛ 48 درصد است که معادل آمار مرگ و میر مبتلایان به سرطان روده ی بزرگ است.

دکتر Roslyn Rivkah Isseroff، متخصص پوست در UC دیویس و رئیس خدمات پوستی VA و رئیس کلینیک زخم در کالیفرنیای شمالی، گفت: مخارج مراقبت های بهداشتی از زخم های پای دیابتی(DFU)  تنها در آمریکا بیش از 43 میلیارد دلار در سال است. با این وجود، این هزینه ها برای استاندارد درمانی مناسب، که شامل مواردی از قبیل رژیم غذایی دقیق، کاهش فشار بر پا، آنتی بیوتیک تراپی یا جراحی است، فقط برای 30٪ از بیماران نتیجه بخش می باشد. معالجه این بیماران و تلاش برای بهبودی آنها همان چیزی است که باعث شده من بر روی این مشکل کار کنم. او این مطالعه را به همراه دکترJan Nolta، که مدیر برنامه های بنیادی سلول های بنیادی در دانشکده پزشکی UC دیویس و انستیتوی آن برای درمان های احیا کننده است، هدایت کردند.

دکتر Nolta، گفت: این نرخ درمان نسبتاً پایین باعث شده است تحقیقات جدی برای گزینه های درمانی جدید انجام شود. چندین روش درمان سلولی برای درمانDFU ، قبلاً توسط سازمان غذا و داروی آمریکا(FDA)  تأیید شده است، اما میزان بهبودی در مقایسه با استاندارد مراقبتDFU ، در حد متوسطی است. اما هیچ یک از این محصولات در درجه اول از سلولهای بنیادی مزانشیمی استفاده نکرده اند. روشهای درمانی مبتنی بر MSC، با تنظیم پاسخ ایمنی و التهابی معمول درDFU ، می توانند نسبت به درمانهای سلولی موجود مزایای بیشتری ارائه دهند.

مطالعات قبلی توسط تیمUC دیویس نشان داد كه 85 درصد از سلولهای بنیادی مزانشیمی (MSC) كه به داربست های موضعی افزوده شده اند تا 15 روز در محیط کشت حفظ شده و زنده مانده اند. تحقیقات آنها همچنین نشان داد که هیپوکسی سلولهای بنیادی مزانشیمی قبل از قرار دادن آنها در داربست- یعنی محروم کردنMSC ها از اکسیژن - بقای آنها را افزایش داده و این سلولها را در محل زخم نگه می دارد. دکتر نولتا توضیح داد: قرار دادن و رشد سلولهای بنیادی مزانشیمی در محیط کم اکسیژن، میزان مصرف گلوکز توسط این سلول ها را کاهش می دهد و در نتیجه مدت زمان زنده ماندن آنها را در یک محیط با کمبود مواد مغذی طولانی تر می کند.

ایده ی اضافه کردن تیمولول در مطالعه اخیر، از مطالعه دیگر محققان UC دیویس اقتباس شد، زیرا آنها نشان دادند که چگونه بافت زخم یک هورمون استرس به نام کاتکول آمین تولید می کند و کاتکول آمین باعث اختلال در بهبود زخم می شود. کاتکول آمین با بالا بردن فشار خون و قند خون، در پاسخ بدن به استرس نقش مهمی ایفا می کند. تیمولول اثرات منفی کاتکول آمین را معکوس می کند و بنابراین التیام زخم را بهبود می بخشد.

برای انجام مطالعه ی اخیر، محققانMSC هایی را که از مغز استخوان اهدا کنندگان سالم جمع آوری و بر روی داربست های ماتریکس دایره ای قرار دادند. چندین غلظت ازMSC ها در تلاش برای تعیین دوز بهینه یMSC ها، مورد آزمایش قرار گرفت. در مرحله بعد، داربستها در محیط کشت سلولهایMSC  در تیمولول با اکسیژن 1 درصد (هیپوکسی) انکوبه شدند.

سپس از این داربستها بر روی زخمهای گروهی از موشهای دیابتی استفاده شد. دو زخم کوچک و دایره ای در مقابل یکدیگر در امتداد ستون فقرات حیوان ایجاد شد و به طور جداگانه با آتل صاف نگه داشته شد تا از انقباض پوست در اثر ترمیم جلوگیری گردد. سپس یک داربست حاویMSC را وارد یکی از زخم ها کردند و زخم متقابل آن بدون هیچ داربستی باقی ماند. برای موشهای گروه کنترل فقط از داربست ماتریسی(بدون MSC و تیمولول) استفاده شد. ایده این بود که توانایی بازسازی بافت توسط سلولهای بدن حیوانات به تنهایی؛ با درمان زخم با MSC-matrix وtimolol ، مقایسه گردد.

علاوه بر این، به چندین زخم تحت درمان با ماتریسMSC ، روزانه داروی تیمولول با دوزهای مختلف، برای ارزیابی میزان تأثیر این دارو بر روند بهبودی، داده شد .هفت روز بعد نتایج آنالیز شد. محققان دریافتند که در زخم هایی که از داربستهای ماتریسی حاوی سلولهای MSC از پیش هیپوکسی شده، بهمراه تیمولول استفاده کرده بودند، ترمیم زخم به طور قابل توجهی- بیش از 70 درصد - نسبت به گروهی که تنها از داربست ماتریس استفاده شده بود، بهبود یافته است. برنامه های افزودن تیمولول به ترکیب ماتریس/  MSCنیز سبب افزایش اپیتلیالیزه شدن(ترمیم) تا نزدیک به 75 درصد در مقایسه با گروه کنترل بدون تیمولول شده بود.

دکتر نولتا گفت: به طور کلی، ترکیب MSC و تیمولول با موفقیت بهبود زخم و کاهش پاسخ التهابی در موش ها همراه بود، این نشان می دهد كه این روش منحصر به فرد می تواند به طور بالقوه پاسخ های درمانی عالی را در انسانهایی كه زخم های دیابتی دارند، ایجاد كند.

دکتر Anthony Atala، سردبیر STEM CELLS Translational Medicine و مدیر موسسه پزشکی احیا کننده ی Wake Forest، گفت: برای این کار، دانشمندان سلولهای بنیادی بالغ را با یک داروی تایید شده- که در این تحقیق برای کار دیگری از آن استفاده شد(repurposed drug)-، ترکیب کردند که باعث بهبودی قابل توجه زخم ها گردید. نتایج حاصل از این مطالعه امیدوار کننده است و درمانی را نه فقط برای زخم های دیابتی، بلکه برای انواع دیگر زخم ها ارائه می دهد.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2020-07-adult-stem-cellsglaucoma-drug-combo.html