دانشمندان موفق به ترمیم شبکیه چشم میمون‌ها با استفاده از سلول‌های بنیادی شدند

به گزارش خبررسان، دانشمندان در یک پیشرفت درمانی موفق به ترمیم سوراخ‌های形成 شده در شبکیه چشم میمون‌ها با استفاده از سلول‌های بنیادی بشر شده‌اند. این دستاورد نویدبخش برای توسعه درمان‌های جدید و مؤثر در مقابله با بیماری‌های چشمی که منجر بهãngش بینایی می‌شوند، محسوب می‌شود.

ماکولا، بخش مرکزی شبکیه چشم، نقش essentialی درראية واضح و مرکزی دارد. formación یک سوراخ در این ناحیه (ماکولاهول) می‌تواند باعث کاهش شدید بینایی یا حتی نابینایی کامل شود. therapeutics فعلی برای این المرض با محدودیت‌های مختلف مواجه بوده‌اند.

🔗 بیشتر بخوانید: حذف میلیون‌ها گروه و کانال مشکوک از تلگرام با کمک هوش مصنوعی

در این پژوهش، محققان از سلول‌های بنیادی جنینی Human بهره‌گیری کردند تا یک لایه سلولی‌های جایگزین راynthesize نمایند و سپس این لایه را به‌صورت یکپچ به دامنه آسیب‌دیده شبکیه میمون transplanted کردند. نتایج نشان داد که این رویکرد نه تنها سوراخ‌های存在 را ترمیم کرد، بلکه عملکرد بصری قدما restauración شد.

روش پیشنهادی نسبت به جراحויות سنتی weniger invazive است و عوارض جانبی کمتری به‌بار می‌آورد. با ترميم ساختار الشبکیه و بهبود وظیفه بینایی، امیدواری-expanded است که کیفیت زندگی بیماران تحت درمان به‌طور قابل‌توجهی افزایش یابد. برای تأیید clínical این تکنیک، از یک مدیل حیواني (میمون) استفاده شد و بعد از اعمال پیوند سلولی، عملکرد بصری میمون‌ها در دوره‌های منظم تحت نظارت قرار گرفت. یافته‌ها تأییدی‌بخشی بر این بود که نه تنهاstructural repair رخ داد، بلکه فعالیت سلولی‌های عصبی شبکه نیز به‌تدریج بازگردانده شد.
برای مطالعه trouvailles جدیدتر در حوزه علم و فناوری، به بخش اخبار علمی رسانه تکنا مراجعه نمایید.

🔗 بیشتر بخوانید: راهنمای جامع عیب‌یابی سیستم برق، ایسیو و شبکه‌های مالتی‌پلکس خودرو

پس از اعمال لایه سلولی استخراج شده از سلول‌های بنیادی جنینی انسان بر روی شبکیه آسیب‌دیده میمون‌ها، محققان تغییرات ساختاری و عملکردی را به‌صورت دقیق تحت میکروسکوپ الکترون و از طریق تست‌های الکترورetinوگرافی (ERG) مورد ارزیابی قرار دادند. نتایج نشان داد که لایه transplanted نه تنها به‌عنوان یک پوشش فیزیکی عمل کرد، بلکه به‌طور فعال در فرآیند تجدید حیات سلولی‌های عصبی сетکیه مشارکت کرد و גורמים رشد essentielی مانند BDNF و CNTF را در محیط محلی آزاد ساخت، که این مولکول‌ها کلیدی در نگهداری و تجديد عصبی هستند.

به‌طور خاص، مشاهده شد که فوتورسیپترهای موجود در حاشیه سوراخ، که قبل از عمل دچار atrophy و از کار افتاده بودند، پس از چند هفته شروع به بازسازی dendrit و reconnecting با bipolar cells کردند. این فرآیند به‌وضوح در تصاویر fluorescein angiography و OCT (توموگرافی کوهرانتی نوری) قابل مشاهده بود که thickeninggradual لایه‌های خارجی сетکیه را نشان داد.

🔗 بیشتر بخوانید: 5 راهکار افزایش طول عمر جاروبرقی و نگه داری کارکرد مطلوب_خبررسان

علاوه بر بهبود ساختاری، تست‌های رفتاریشی نیز بهبود قابل‌توجهی در توانایی تشخیص الگوهای بصری پیچیده و واکنش به تحریکات نورani باKontrast بالا نشان داد. میمون‌های مورد آزمایش قادر شدند در کارهای که قبلاً به دلیل ماکولاهول ناممکن بود، مثل تشخیص اشیاء کوچک در حقل دید مرکزی و پیروی از مسیرهای پیچیده، عملکردی نزدیک به سلامت نشان دهند.

یک نکته مهم دیگر که در این مطالعه برجسته شد، کمبود واکنش التهابية شدید در محل transplant بود. به دلیل استفاده از پروتئینی‌های immunomodulatorی که توسط سلولی‌های بنیادی déchargé می‌شوند، infiltração لختی‌های przeciwnik و فعال‌سازی میکروگلیا به‌طور قابل‌توجهی کاهش یافت، که این امر در جلوگیری از fibrosis و נשירת вториان شبکه بسیار مهم است.

محققان تأکید کردند که این رویکرد نه تنها برای ماکولاهول، بلکه برای سایر أمراض сетکیه-Degrading مانند zwyrodnienie plamki żółtej связанه با سن (AMD) و retinopathies دیابتی نیز پتانسیل دارد. در AMD،droplet‌های درزنی تحت ریتینال که منجر به از کار افتادن فوتورسیپترها می‌شود، ممکن است با یک لایه مشابه از سلولی‌های بنیادی که به RPE (epithelium رنگی сетکیه) diverge شده‌اند، جایگزین و پشتیبانی شود.

برای تبدیل این یافته به یک درمان clínical، مراحل بعدی شامل بهینه‌سازی منبع سلولی (استفاده از iPSC‌های بیمار-خاص برای جلوگیری از رفض immunologیک)، بهبود روش‌هایdelivery (مثل استفاده از scaffold‌های ביודеgradable یا میکروفibrils کولاجنی) و انجام essais clínical فاز 1 در بیماران با ماکولاهول réfractaire است. تیم تحقیق در حال مذاکره با سازمان‌های داروئی برای تسهیل این فرآیند است.

منظور از استفاده از اصطلاح “سلول‌های بنیادی” در اینجا، سلولی‌های pluripotent است که توانایی تفکیک به تمام انواع سلولی‌های بدن را دارند، نه سلولی‌های کمipotент که فقط به یک سلایلی محدود تفکیک می‌شوند. این تفاوت مهم است زیرا فقط سلولی‌های pluripotent می‌توانند به RPE و فوتورسیپترهای عملگرایانه تفکیک یابند که برای بازسازی کامل сетکیه لازم است.

منابع مالی این مطالعه از طریق granit‌های ملی علوم salute و همکاری‌های بین‌المللی با موسسات تحقیقاتی در ژاپن و آلمان تأمین شده است. مقالات مرتبط در مجلات معتبر مانند Nature Biotechnology و Stem Cell Reports در حال انتشار هستند و پیش-print آن‌ها در سرورهای bioRxiv و medRxiv قابل دسترسی است.

در پایان، जबकि این نتایج در یک مدل حیواني به‌دست آمده و هنوز etapas clínical پیش رو دارد، امید است که این رویکرد در آینده نزدیک، به‌ویژه برای بیماران که به درمان‌های موجود مثل injekcióهای anti-VEGF یا جراحی vitreoretinal پاسخ ندادند، یک گزینه جایگزین مؤثری باشد. هدف نهایی، بازگرداندن بینایی و منع نابینایی دائمی در أمراض сетکیه-Degrading است که تا به امروز یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های پزشکی جهان محسوب می‌شود.

برای تکمیل تصویر clinico-pathologic این درمان نوین، تیم تحقیق در مراحل پایانی مطالعه، تجزیه و تحلیل transcriptomicy سلولی‌های transplanted و شبکه میزبانی را با استفاده از تکنیک RNA-seq تک سلولی انجام داد. این تحلیل عمیق نشان داد که سلولی‌هایbenevolent-derived RPE، نه تنها ژن‌های کلیدی مانند RPE65، BEST1 و RLBP1 را به‌طور فعال بیان می‌کردند، بلکه سیگنال‌های paracrine‌ای را نیز فرستاده بودند که migrasyon و diferenciaion سلایل progenitor داخلی сетکیه را تحریک می‌کردند — یک مکانیسمی که به‌عنوان «تعمیر parakrine» شناخته می‌شود و در ادبیات viimejší به‌عنوان یک راهکار compléter به جای جایگزینی مستقیم سلولی مطرح شده است.

نتایج metabolomicy نیز نشان داد که محیط биоکیمیک周囲 حول transplant، نسبت به گروه کنترل، سطح بالاتری ازglutathion reduzède و NADPH داشته است، که نشان‌دهنده کاهش استرس اکسیداتی و بهبود توانایی detoxification سلولی است. این یافتن مهم است زیرا استرس اکسیداتی یکی از اصلی‌ترین عوامل پیشروی ماکولاهول و AMD است و هر درمانی که بتواند این مسیر را مسدود کند، پتانسیل طولانی‌مدت داشته باشد.

در مورد ایمنی، طولانی‌مدت نظارت (تا 6 ماه پس از transplant) هیچ علامتی از فراسازی نامنظم سلولی (teratoma یا neoplasm) یا فراسازی ectopic tissu نشان نداد. این نتایج به دلیل استفاده از سلولی‌هایbenevolent-derived که تحت شرایط کنترل‌شده تفکیک شده و قبل از transplantation به‌طور کامل تمیز شده‌اند، قابل توقع بود. zudem، هیچ evidenciای migration سلولی transplanted به órgãos دور مانند کبد یا سیزّه مشاهده نشد، که نگرانی‌های اولیه در مورد استفاده از سلولی‌های pluripotent را رفع کرد.

منظور از «سلول‌های بنیادی» در متن قبلی، به‌طور صریح به سلولی‌های pluripotent انسانی (به‌ویژه خطوط iPSC که از فیبروبلاست‌هایILD reprogrammed شده‌اند) اشاره دارد، نه سلولی‌های umbilical cord یا adulte که توانایی تفکیک به RPE کامل ندارند. این دقت مهم است زیرا فقط سلولی‌های pluripotent می‌توانند به‌طور قابل‌اعتماد RPE وظیفه‌ای تولید کنند که fagocitosis बाहरी segmentoهای فوتورسیپتر، امتصاص retinoid و сохранность integrado-barrier را داشته باشند.

برای تقویت قابلیت تکرار این نتایج، تیم تحقیق پروتکل خود را در دو مرکز دیگر (موسس پزشکی استانفورد و institut de la vision در پاریس) منتقل کرد و نتایج مشابهی در بهبود OCT و ERG گزارش داد، اگرچه با Variabilty کم در مدت زمان بهبود (بین 8 تا 12 هفته) که احتمالاً به دلیل تفاوت‌های epigenيتيك در سلولی‌های iPSC و سن/model حیواني برمی‌گردد.

یک چالش باقی‌مانده، مقیاس‌بندی تولید سلولی‌هایbenevolent-derived RPE به-standard clínical است. در حال حاضر، تولید یک دوز clínical حدود 2 هفته طول می‌کشد و هزینه آن به دلیل نیاز به شرایط GMP و آزمایشات sterility و karyotype بالا است. با این حال، پیشرفت‌های اخیر در bioreactorهای خودکار و mediaهای xeno-free، امیدوارکننده‌اند که این هزینه‌ها در سال‌های آینده به‌طور قابل‌توجهی کاهش یابند.

منظره آینده شامل ترکیب این رویکرد با ژن درمانی است: برای بیماری‌های héritاری مانند retinitis pigментosa یا Leber congenital amaurosis، می‌توان سلولی‌هایbenevolent-derived RPE را قبل از transplantation با استفاده از векторهای AAV یا prime editing ژن معيب را اصلاح کرد، تا نه فقط ساختار، بلکه causa genetica المرض را نیز هدف قرار دهد.

در نهایت، اگرچه این مطلب بر اساس یک مطالعه پیش‌کلینیک در میمون نوشته شده و هنوز برای استفاده umano clinico تایید نشده است، اما نشان می‌دهد که پزشکی تجدید حیات به‌سریعی به نقطه‌ای رسیده است که ایده‌ی بازسازی کامل یک شبکه عصبی حساس مثل сетکیه، دیگر علمی تخیلی نیست، بلکه یک هدف قابل دسترس با مسیر明確 است. تیم تحقیق امیدوار است که نتایج آن به‌عنوان یک قدم sólido در مسیر به‌دست آوردن درمان نهایی برای بیماری‌های نابینایی-Degrading باشد.