هیدروژل جدید مبتنی بر باکتری مؤثر در بازسازی بافت عضلانی
پژوهشگران یک هیدروژل جدید ایجاد کرده‌اند که با استفاده از قدرت درمانی باکتری‌ها، می‌تواند مسیرهای جدیدی در زمینه مهندسی بافت و درمان سلولی باز کند.
مطالعه جدیدی که در مواد زیست‌فعال منتشر شده، یک بایوپلیمر جدید ساخته شده از باکتری‌ها را توصیف می‌کند که می‌تواند بافت را درمان کند.
پنتوان متاکریلات (PAMA)، یک هیدروژل جدید یا “باکتوژل”، در درمان آسیب‌های عضلانی در موش‌ها نتایج امیدوارکننده‌ای نشان داد.
مطالعه‌ای در شرایط زنده افزایش قابل توجهی در تشکیل بافت عضلانی و کاهش بافت فیبری نشان داد. به گفته پژوهشگران، “با تقریباً ۱۰۰٪ بازسازی مکانیکی، سازگاری بیولوژیکی خوب و قابلیت درمانی، باکتوژل PAMA مسیر جدیدی در زمینه پزشکی بازساختی ارائه می‌دهد.”
علیرضا دولتشاهی‌پیروز، دانشیار دانشگاه تکنیکال دانمارک، گفت: “ترکیب این ویژگی‌ها در این حوزه نادر است زیرا هیدروژل‌های موجود به خوبی عمل نمی‌کنند زیرا ساخت عضله به نیازهای مکانیکی بالایی نیاز دارد.”
مرز جدید در پزشکی بازساختی
تیم تحقیقاتی از دانشگاه فنی دانمارک به رهبری علیرضا دولتشاهی‌پیروز، از ظرفیت بازسازی طبیعی بدن با استفاده از تأسیسات بایوتولید بومی موجود در باکتری‌ها استفاده کردند.
آن‌ها یک بایوپلیمر جدید با خواص درمانی بافت از باکتری‌ها سنتز کردند. سپس این پلیمر برای تولید هیدروژل مقاوم، انعطاف‌پذیر و ارتجاعی با قابلیت بازسازی عضله مورد استفاده قرار گرفت.
پس از تزریق هیدروژل مقاوم، انعطاف‌پذیر و ارتجاعی به محل نقص عضله در موش‌ها، مشاهده شد که درمان بدون عفونت یا عوارض بیشتر موفقیت‌آمیز بود، هرچند نیاز به مطالعات بیشتری است.
“تمام گروه‌های درمان شده با هیدروژل نسبت به گروه‌های درمان نشده افزایش تعداد میوفیبرهایی با هسته‌های مرکزی (میوفیبرهای نوزاد) را نشان دادند،” نویسندگان در مطالعه بیان کردند.
“با PAMA، تیم نشان داد که آن‌ها می‌توانند بازسازی بافت در موش‌ها را بدون استفاده از سلول‌ها به دست بیاورند و انتظار دارند با ترکیب باکتوزل‌های خود با سلول‌های پیش‌ساز عضله یا سلول‌های بنیادی، درمان بسیار بهتری داشته باشند،” به گفته بیانیه مطبوعاتی.
درمان‌های بهتر علیه آسیب‌های استخوانی-عضلانی
“مهندسی بافت اسکلتی به اوایل دهه ۱۹۶۰ بازمی‌گردد زمانی که کونیکزبرگ از سلول‌های بنیادی جنینی جوجه برای ایجاد فیبرهای عضلانی رشته‌ای متقاطع استفاده کرد،” مطالعه توضیح می‌دهد.
نقش کلاژن در توسعه ساختارهای عضلانی بالغ در آن زمان روشن بود. دیگر بایوپلیمرها در طول سال‌ها به عنوان گزینه‌هایی ظهور کردند، اما “هیدروژل‌های تزریقی با فعالیت زیستی بالا و ظرفیت نفوذ سلولی نشان داده شده‌اند که بیشترین امید را دارند.”
با این حال، اکثر هیدروژل‌های زیست‌فعال دارای خواص مکانیکی ضعیفی هستند که مناسب محیط‌های مکانیکی نیازمند بافت‌های اسکلتی-عضلانی، مانند عضلات، نیستند،” دولتشاهی‌پیروز ادامه می‌دهد. بنابراین آن‌ها یک ماده زیستی مشتق شده از باکتری‌ها را متاکریله کردند. این امر “مسیر جدید و هیجان‌انگیزی را در جستجوی سیستم هیدروژل بعدی فراهم می‌کند.”
این نوع “زیست‌شناسی ماشین بازسازی” یک قلمرو ناشناخته است. از دست دادن عضله از آسیب یا بیماری سالانه ۴۰۰ میلیارد دلار هزینه‌های بهداشتی را به همراه دارد، که نشان می‌دهد چه تأثیری می‌تواند باکتوزل داشته باشد.
یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که سیستم هیدروژل زیست‌فعال ساخته شده از باکتری‌ها “امید بزرگی برای کاربردهای درمانی مانند ترمیم عضله، بازسازی و توسعه مدل‌های آزمایشگاهی برای غربالگری دارو و مدل‌سازی بیماری” دارد، همانطور که در نشریه در مواد زیست‌فعال .
“نتایج جدید ما می‌تواند درمان‌های بهتری را علیه آسیب‌های استخوانی-عضلانی در ورزشکاران، افراد مسن، همچنین در سربازان زخمی یا دیگر افراد دخیل در حوادث و آسیب‌های عضلانی فراهم کند، ” دولتشاهی‌پیروز معتقد است.
“من تصور می‌کنم آینده‌ای که در آن پلیمرهای مشتق شده از باکتری‌ها یا به سادگی باکتومرها زمینه های پزشکی بازساختی را متحول کنند. آینده‌ای که به عبارت دیگر، باکتری‌ها در حمام‌های بازسازی کننده باکتو، باکتومرهای بازسازی کننده را به درخواست برای بهبود بافت‌های آسیب دیده در بیماران ترشح می‌کنند،” علیرضا دولتشاهی‌پیروز در بیانیه مطبوعاتی می‌نویسد.
