موادی جدید که می توانند با بافت های اطراف ارتباط برقرار کرده و التیام زخم را بهبود بخشند

7 ژانویه 2019- محققان امپریال کالج لندن مواد جدیدی را با الهام از مواد زیستی تولید کرده اند که با بافت های اطراف ارتباط برقرار کرده و ترمیم زخمها را تسریع می کنند. موادی که به طور گسترده برای کمک به التیام زخم ها استفاده می شوند، اسفنج های کلاژنی هستند که به ترمیم سوختگی ها و زخم های فشاری کمک می کنند و هم اکنون بعنوان ایمپلنت های شبه داربستی برای ترمیم استخوان ها استفاده می شوند. با این حال، روند بازسازی بافت ها در طول زمان ترمیم تغییر می کند، بنابراین دانشمندان در حال توسعه مواد بیولوژیکی هستند که با بافت ها در هنگام ترمیم ارتباط برقرار کرده و به بهبود آنها کمک کنند.

دکتر Ben Almquist  و تیمش در امپریال کالج لندن مولکول جدیدی را ساخته اند که می تواند نحوه کار مواد سنتی را با بدن تغییر دهد. آنها با تکنولوژی TrAPsیا traction force-activated payloadsموادی را تولید می کنند که با سیستم های تعمیر طبیعی بدن برای بهبود التیام، صحبت می کنند.

محققان می گویند: ترکیبTRAP ها با مواد موجود در پزشکی ترمیمی می تواند روش درمان جراحتها را متحول کند. دکترAlmquist، از گروه مهندسی پزشکی امپریال، گفت: تکنولوژی ما می تواند به راه اندازی یک نسل جدید از مواد که به طور فعال با بافت ها برای بهبود التیام زخم ارتباط برقرار می کنند، کمک کند. یافته های این تحقیق در مجله ی Advanced Materialsمنتشر شده است.

فرا خواندن سلولها به کار

پس از آسیب، سلول ها بسمت داربست های کلاژنی موجود در محل زخم که مانند تارهای هدایت کننده ی عنکبوت هستند، می خزند. همانطور که سلولها حرکت می کنند، داربست را با خود می کشند، که باعث فعال شدن پروتئین های ترمیم کننده ی پنهان می شود، با فعال شدن این پروتئینها ترمیم بافت آسیب دیده آغاز می شود.

محققانTrAPs را به عنوان راهی برای بازسازی این روش طبیعی ترمیم طراحی کردند. آنها بخش هایی ازDNA را به شکل های سه بعدی که به عنوان آپتامرها(aptamers) شناخته می شوند، تا زدند(fold). آپتامرها محکم به پروتئین ها می چسبند. سپس آنها یک دسته ی "سفارشی" را به آپتامرها چسباندند تا سلولها به یک انتهای آن، قبل از اتصال انتهای دیگر آن به یک داربست نظیر کلاژن، متصل شوند.

در طول مطالعات آزمايشگاهی بر روی این تکنیک، محققان متوجه شدند که سلول ها در هنگام خزیدن در میان داربستهای کلاژنی،  TrAP ها را با خود می کشند. کشیده شدنTrAPs ها سبب باز شدن آنها می شود درست مانند بند کفش و همین موضوع باعث آشکار شدن و فعال شدن پروتئین های ترمیم کننده می شود. سپس این پروتئین ها، سلول های در حال ترمیم را به سمت رشد و تکثیر هدایت می کنند.

محققان همچنین دریافتند که با تغییر «دسته ی» سلولی، آنها می توانند نوع سلولی را که می تواند به TrAPs ها متصل شده و آن را بکشد، تغییر دهند. بدین ترتیب آنها می توانندTrAP های سفارشی را برای آزاد شدن پروتئین های درمانی خاص، بر اساس این که کدامیک از انواع سلول ها در یک زمان معین در محل زخم حضور دارند، تولید کنند. برای انجام این کار، TrAP ها موادی تولید می کنند که می توانند بطور هوشمند در زمان مناسب در طی ترمیم زخم، با انواع صحیحی از سلولها اندرکنش کنند.

این اولین بار است که دانشمندان پروتئین های ترمیم کننده را با استفاده از انواع مختلف سلول ها در اندرکنش با مواد ساخت دست انسان، فعال می کنند. این روش شبیه سازی از روش های ترمیم در طبیعت است. دکترAlmquist  گفت: استفاده از جنبش سلولی برای فعال سازی ترمیم در موجودات از اسفنج دریایی تا انسان مشاهده می شود. رویکرد ما این روش را تقلید می کند و به طور فعال با انواع مختلف سلول هایی که در طول ترمیم وارد بافت آسیب دیده می شوند، برای بهبود زخم ها کار می کند.

از آزمایشگاه به انسان

این روش با انواع مختلف سلول قابل انطباق است، بنابراین می تواند در انواع صدمات مانند شکستگی استخوان ها، بافت اسکار پس از حمله قلبی و اعصاب آسیب دیده مورد استفاده قرار گیرد. همچنین ما به تکنیک های جدید برای بیمارانی که زخم های آنها به کندی بهبود می یابند یا با وجود مداخلات فعلی اصلا ترمیم نمی شوند مانند زخم پا دیابتی که علت اصلی قطع بخشهای پایینی پا هستند، بشدت نیاز داریم. تکنیکTrAPs  نسبتا ساده است، بنابراین به راحتی در آزمایشگاه های مختلف و در مقیاس زیاد بطور صنعتی قابل انجام است. سازگاری آنها نیز به این معنی است که آنها می توانند به دانشمندان کمک کنند تا روش های جدیدی را برای مطالعات آزمایشگاهی بیماری ها، سلول های بنیادی و تولید بافت ابداع کنند.

در حال حاضر از Aptamers به عنوان دارو استفاده می شود، و این یعنی ایمنی آنها تایید و هم اکنون برای کاربردهای بالینی بهینه سازی شده اند. از آنجایی کهTrAP ها ازaptamers هایی که در حال حاضر برای استفاده در انسان بهینه سازی شده اند، بهره می برند، عرضه ی آنها برای کاربردهای بالینی مسیری کوتاهتر را خواهد پیمود.

دکتر Almquist گفت: تکنولوژیTrAP یک روش انعطاف پذیر برای تولید موادی است که بطور فعال با زخم ارتباط برقرار می کنند و دستورالعمل های کلیدی را در زمان و مکان مورد نیاز عرضه می کنند. این روش درمان هوشمند و دینامیک در هر مرحله از روند بهبودی مفید است. این مواد پتانسیل افزایش شانس بدن برای بهبودی را دارند و استفاده های فراوانی در بسیاری از انواع مختلف زخم ها خواهند داشت. این تکنولوژی می تواند به عنوان یک هدایت کننده ی ترمیم زخم بکار گرفته شود، سلول های مختلف را در طول زمان برای کار با یکدیگر هدایت می کند تا بافت آسیب دیده را درمان کنند.

منبع و سایت خبر:

https://www.imperial.ac.uk/news/189689/new-materials-could-drive-wound-healing/

https://www.news-medical.net/news/20190107/New-bioinspired-material-interacts-with-surrounding-tissues-to-promote-wound-healing.aspx