10مارس 2022- محققان دانشکده پزشکی دانشگاه ایندیانا، با همکاری دانشگاه آلاباما در بیرمنگام و پنج موسسه دیگر، در حال بررسی رویکردهای پزشکی ترمیمی جدید برای مدیریت بهتر عوارض عروقی دیابت نوع 2 هستند، به گفته ی محققان این رویکرد می‌تواند روزی به ترمیم رگ‌های خونی در چشم بیماران دیابتی که دچار اختلال اولیه عروق در شبکیه شده اند، کمک کند.

این استراتژی‌های تحقیقاتی شامل شناسایی و استفاده از روش‌های جدید برای تمایز یا بلوغ سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسان(hiPSCs) ، به زیرمجموعه‌ای خاص از سلول‌های مزودرم است که دارای خواص تقویت شده ای برای ترمیم عروق هستند.

پرفسور چانگ هیون گیل، عضو فوق دکتری در بخش جراحی و نویسنده اول این مطالعه، گفت: بیماری های عروقی صدها میلیون نفر را در جهان گرفتار کرده اند، در این مطالعه، ما بر روی مویرگهای شبکیه در دیابت نوع 2 تمرکز کردیم. نتایج ما اشتقاق ایمن، کارآمد و قوی زیرمجموعه ای از سلولهای خاص مزودرمی مشتق از hiPSC را برای استفاده به عنوان یک درمان جدید برای نجات بافت‌های ایسکمیک و ترمیم رگ‌های خونی در افراد مبتلا به بیماری‌های عروقی نشان می‌دهد. این نتایج، پایه‌ای را برای یک کارآزمایی بالینی اولیه فراهم می‌کند.

در فاز اولیه ی این مطالعه در چند سایت که نتایج آن اخیراً در Science Advances منتشر شد، محققان سلول‌های خون محیطی افراد دیابتی و غیردیابتی را مجدداً برنامه‌ریزی کردند و این سلول‌ها را به سلول‌های ویژه ترمیم کننده ی عروق خونی تبدیل کردند. پس از تزریق به مدل های موش دیابت نوع 2 با اختلال عملکرد شبکیه، بهبود قابل توجهی در حدت بینایی مشاهده شد و الکترورتینوگرام ترمیم پرفیوژن عروقی را نشان داد. آنها فرض کردند سلول های ترمیمی عروقی مشتق از hiPSCها، ممکن است به عنوان منبعی از پیش سازهای اندوتلیال عمل کنند که در این افراد دیابتی خواص ترمیم عروقی را در داخل بدن نشان می دهند.

پرفسور گیل، گفت: بر خلاف استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی (ESCs)، hiPSC‌های مهندسی شده ی ژنتیکی، چالش‌های اخلاقی مرتبط با  ESC‌ها را که استفاده احتمالی آن‌ها را محدود می‌کند، ندارند.hiPSC ها به طور فزاینده‌ای به عنوان یک جایگزین مناسب در طراحی مطالعه و کاربرد به عنوان یک سلول درمانی برای اختلالات انسان شناخته می‌شوند.

بر اساس گزارش مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری های ایالات متحده، بیش از 37 میلیون نفر در ایالات متحده به دیابت مبتلا هستند که بیش از 11 درصد از جمعیت ایالات متحده را تشکیل می دهند. علاوه بر این، عوارض مرتبط با دیابت در بین جوانان 18 تا 44 ساله و بزرگسالان 45 تا 64 ساله افزایش یافته است. این عوارض باعث اختلالات متابولیکی عمده ای می شود که به سیستم قلبی عروقی، بینایی، اعصاب محیطی و کلیوی از طریق تخریب رگهای کوچک و بزرگی که این بافت ها را تغذیه می کنند، آسیب می رساند. در سال 2019، در بیش از 11 درصد از بزرگسالان 18 سال و بالاتر مشکلات شدید بینایی یا نابینایی گزارش شد و بیش از 1.87 میلیون بزرگسال، مبتلا به بیماری قلبی عروقی جدی تشخیص داده شدند.

پروفسور مایکل پی مورفی، از بنیاد تحقیقات پزشکی کریپتیک در تحقیقات بیولوژی عروقی در دانشکدهپزشکیIU ، و جراح عروق در IU Health و Eskenazi Health و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: تحقیقات دکتر گیل یک گام بزرگ رو به جلو در کاربرد سلول های بنیادی پرتوان القایی در درمان عوارض دیابت است.

محققان hiPSCها را به یک زیرمجموعه ی خاص از سلولهای مزودرمی تبدیل کردند تا سلول های اندوتلیال مشابه با سلول های تشکیل دهنده کلونی اندوتلیال (ECFC) را با خواص ترمیم کنندگی عروق تولید کنند. سلول های اندوتلیال سلول هایی هستند که در پوشش داخلی رگ های خونی، رگ های لنفاوی و قلب یافت می شوند و جزء اصلی در تنظیم عملکرد عروق و واکنش های التهابی هستند. سلول های اندوتلیال جریان خون را کنترل می کنند و انتقال پروتئین ها را از خون به بافت ها تنظیم می کنند.

پرفسور گیل گفت: این زیرمجموعه خاص از سلولهای مزودرم که  KDR، NCAM1 وAPLNR (مزودرمKNA+) را بیان می‌کنند، ظرفیت افزایش یافته‌ای برای تمایز به ECFC و تشکیل رگ‌های خونی عملکردی در داخل بدن دارند که عروق آسیب دیده شبکیه را اصلاح می‌کنند. الکترورتینوگرام نشان دهنده ی بهبود عملکرد عصبی شبکیه است و مطالعات نیستاگموس اپتوکینتیک، بهبود بینایی را نشان دادند.

دکتر مروین سی یودر، استاد بازنشسته و مشاور تحقیقاتی مرکز پزشکی و مهندسی بازساختی ایندیانا گفت: مرحله ی کاربردی سازی یا ترجمه ی نتایج به انسان در تحقیق بعدی، انتقال پروتکل‌های تحقیقاتی گزارش شده برای تمایزhiPSC به سلول‌های S-KNA+ به فرآیندهای تولیدی در مقیاس بزرگ است. دکتر یودر،یکی دیگر از نویسندگان این مطالعه است و بنیانگذار علمی Vascugen است، شرکتی که بر پیشرفت درمان برای شرایط تهدید کننده زندگی ناشی از شرایط میکروواسکولار، متمرکز است. مجوز جنبه های منتخبی از این تحقیق توسط شرکت  Vascugen، از طریق دفتر نوآوری و تجاری سازی دانشگاه ایندیانا، که بر روی توسعه سلول های ترمیمی عروقی از سلول های بنیادی پرتوان القایی متمرکز هستند، گرفته شده است.

یکی دیگر از نویسندگان این مطالعه دکتر ماریا ب. گرانت، استاد سابق چشم پزشکی در دانشکده پزشکی IU و موسسه چشم مریلین گلیک و رئیس فعلی چشم‌پزشکی در UAB، گفت: این یک مطالعه بسیار کاربردی است که حاصل تحقیقات او و دکتر یودر در 20 سال گذشته در مورد سلول‌های بنیادی و نحوه استفاده از آنها برای ترمیم رگ‌های خونی چشم است. در حالی که رشد hiPSCها ممکن است زمان زیادی به طول بیانجامد، تیم مطالعه این فرآیند را ساده کرده است تا زمان رشد آنها را کوتاهتر کند و تبدیل آنها را به درمان انسانی برای ترمیم رگ های خونی در چشم امکان پذیرتر نماید.

او افزود: در UAB، سلول‌های بنیادی و سلول‌های hiPSC را مطالعه کردیم. علم واقعاً یک کار تیمی است. من تمام تجربیات چشمی و مقداری تجربیات سلول های بنیادی را به اشتراک گذاشتم، و دکتر یودر تجربیات زیادی از سلول های بنیادی را که مکمل هم بودند، در این تحقیق به اشتراک گذاشت.

پرفسور گیل گفت: می‌خواهم از دکتر یودر، دکتر گرانت و دکتر مورفی برای حمایت‌شان نهایت تشکر را داشته باشم. او از دکتر یودر به خاطر "فداکاری، اشتیاق، صبر و مهربانی" و از دکتر مورفی به خاطر حمایت از او در تکمیل این مطالعه، تشکر کرد.

منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220310170834.htm