رشد مجدد استخوان های بلند با روشی به صرفه با عوارض جانبی کمتر
به گزارش سیناپرس همدان، ترمیم استخوان‌های آسیب دیده یک چالش است، به‌ویژه استخوان‌های بلند بازوها و پاها. اکنون، دانشمندان UConn Health روش جدیدی را در شماره 22 مجله مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم توصیف می‌کنند که می‌تواند رشد مجدد استخوان‌های بلند را با قیمتی مقرون به صرفه‌تر و با عوارض جانبی کمتری نسبت به تکنیک‌های دیگر افزایش دهد.
استخوان های کاملاً شکسته اغلب بدون مشکل بهبود می یابند. اما بازسازی استخوان‌هایی که بخش‌های شکسته یا از دست رفته دارند بسیار دشوارتر است. پیوند بین شکاف ها با استفاده از استخوان از جای دیگر یکی از راه های رفع آنها است و هر سال حدود 500000 پیوند استخوان در ایالات متحده انجام می شود. اما پیوند استخوان به تنهایی همیشه کارساز نیست و بسیار پرهزینه است. اخیراً، جراحان ارتوپد درمان شکستگی‌های سخت را با پروتئین‌های انسانی خاص که رشد استخوان را تحریک می‌کنند، چه به تنهایی و چه همراه با گرافت یا داربست، آغاز کرده‌اند. به عنوان مثال، از آنها برای تحریک رشد مجدد استخوان در جراحی های همجوشی ستون فقرات استفاده می شود.
اما پروتئین ها که به طور خاص به عنوان پروتئین های مورفوژنتیک استخوان نوترکیب انسانی (rhBMPs) شناخته می شوند، محدودیت هایی دارند. اول این که مولکول های بزرگی مانند rhBMP ها می توانند گران قیمت باشند و تولید و ذخیره شوند. دیگری این است که سیستم ایمنی تمایل دارد با آنها به عنوان مهاجمانی رفتار کند که باید خنثی شوند و مفید بودن آنها را محدود می کند. و درمان‌های rhBMP برای القای رشد استخوان در مکان‌های نامطلوب علاوه بر محل شکستگی استخوان شناخته شده‌اند.
استاد دانشگاه دکتر کاتو تی. لورنسین و همکارانش در دانشکده پزشکی UConn از رویکرد کمی متفاوت برای تحریک رشد استخوان استفاده کردند. آنها می خواستند دارویی را مستقیماً در جایی که استخوان جدید که نیاز به رشد دارد مستقر کنند و این کار را در مدت زمان کوتاهی انجام دهند. بنابراین آنها یک داربست از یک پلیمر زیست تخریب پذیر ساختند تا رشد استخوان جدید را هدایت کند. آنها داربست را با فورسکولین آغشته کردند، یک مولکول کوچک که همان واکنش رشد استخوان را تحریک می کند که rhBMP ها انجام می دهند. و با حدس زدن اینکه برخی از اثرات نامطلوب rhBMP ها مربوط به استفاده طولانی مدت است، داربست را طوری مهندسی کردند که تقریباً به طور کامل فورسکولین را در مدت 24 ساعت آزاد کند.
آنها سپس دو داربست آغشته به فورسکولین (یکی با دوز بالا، یکی با دوز پایین) را در برابر داربست آغشته به rhBMP و یک داربست کنترلی که هیچ فاکتور رشد استخوانی نداشت، آزمایش کردند. داربست‌ها روی خرگوش‌هایی که شکستگی های استخوان جدی در اندام‌های جلویی‌شان داشتند اعمال می‌شد.
محققان دریافتند که داربست آغشته به فورسکولین با دوز بالا و داربست های آغشته به rhBMP به همان اندازه در تحریک رشد استخوان جدید در اندام جلویی خرگوش ها خوب عمل کردند. هر دو بسیار بهتر از گروه کنترل یا فورسکولین با دوز کم بودند. مدت کوتاه 24 ساعته انتشار دارو نیز از عوارض جانبی ناخواسته ای که اغلب در درمان rhBMP دیده می شود جلوگیری می کند.
اگرچه داربست فورسکولین و داربست rhBMP در تحریک رشد و ترمیم استخوان جدید به همان اندازه خوب عمل کردند، فورسکولین دارای مزایای خاصی است. این یک مولکول کوچک است که پایدارتر، تولید آسان‌تر، قیمت پایین‌تری دارد و بعید است که واکنش سیستم ایمنی را تحریک کند.
لورنسین، پروفسور ممتاز آلبرت و ویلدا ون دوسن جراح ارتوپدی در UConn و مدیر عامل موسسه مهندسی ترمیمی Cato T. Laurencin در UConn می گوید: من خوشحالم که پیشرفت چشمگیر در زمینه مهندسی احیا کننده با استفاده از فناوری پیشرفته برای اعمال در زمینه های گسترده انجام می شود. پتانسیل شیمی پلیمری و مواد بیولوژیکی جدید در ترکیب، پتانسیل جدیدی را برای مقابله با مشکلات پیچیده اجتماعی در بازسازی بافت ارائه می دهد. کار ارائه شده در اینجا یک مثال مهم است.
مطالعات آینده اثر رشد استخوان فورسکولین را با جزئیات بیشتری بررسی خواهد کرد، حرکت و فعل و انفعالات فورسکولین در بدن و نحوه تعامل آن با سلول های بنیادی بدن را با جزئیات بیشتری ارزیابی خواهد کرد.
منبع: Proceedings of the National Academy of Sciences
مترجم: سید سپهر ارومیهء
