همه چیز درباره تمایز غضروف و بررسی میزان گلیکوز آمینوگلیکان
آنان که اهل حوزه بیو هستند و دستی در مسائل این علم بی انتها دارند، با تمایز غضروف یا به اصطلاح تخصصی تر تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به غضروف آشنایی دارند. نمی دانیم شما جزء این افراد هستید یا نه. اما مطمئنیم که اطلاعات این مقاله حسابی به دردتان می خورد. نخست برویم سراغ معرفی غضروف و بررسی مشکلات و محدودیت های ترمیم آن. سپس به بحث درباره تمایز غضروف پرداخته و از عوامل تاثیرگذار بر این امر سخن می گوییم. انتهای مقاله را نیز به بررسی میزان گلیکوز آمینوگلیکان اختصاص داده و بدین ترتیب یک مطلب کامل و به دردبخور تحویلتان می دهیم. اگر برای یادگیری این مبحث کاربردی آماده اید، بزنید برویم سراغ اصل مطلب تا دیر نشده است!
غضروف و هر آنچه لازم است درباره آن بدانید!
غضروفِ مفصلی که اصلی ترین بخش مفاصل را تشکیل می دهد، بافتی همبند می باشد. این بافت تنش اصطکاک میان استخوان ها را کاهش داده و بدین ترتیب حرکت صاف آنان را امکان پذیر می سازد. اگر مفاصلتان درد می کند و مثل همیشه نمی توانید آن ها را حرکت دهید، باید بگوییم که متاسفانه غضروف هایتان دچار مشکل شده اند. مهم ترین عاملی که تنش های اصطکاک میان استخوان ها را می کاهد، آبی است که در بافت غضروف وجود دارد. جالب است بدانید که این بافت سرشار از کلاژن و ماتریس های خارج سلولی است که به سلامت مفاصل مکمک شایانی می کنند.
کلاژن موجود در بافت غضروف زمینه استحکام آن را فراهم می سازد. این در حالی است که پروتئوگلیکان ها از فشرده سازی این بافت جلوگیری به عمل می آورند. با این وجود اجزای غضروف مفصلی از عمری نیمه طولانی برخوردار بوده و بعد از آن که تشکیل می شوند، امکان جایگزینی آن ها بسیار کم و تقریبا غیر ممکن است. از آن جا که تعداد رگ های خونی موجود در غضروف بسیار محدود است، انتقال سلول های پیش ساز، مواد مغذی و دیگر فاکتورهای رشد مورد نیاز به این بافت بسیار سخت و پیچیده است. این موضوع موجب شده که ترمیم غضروف در صورت رویارویی آن با مشکل، بسیار دشوار به نظر برسد.
آشنایی مختصر و مفید با مشکلات و محدودیت های ترمیم غضروف
تعداد روش هایی که برای ترمیم غضروف مورد استفاده قرار می گیرند، بسیار زیاد است. اما حقیقت این است که بسیاری از آن ها به دلیل محدودیت های ریز و درشتی که در ادامه برخی از آن ها را آورده ایم، بسیار کم مورد استفاده قرار می گیرند:
- عوارض ناحیه اهداکننده
- تشکیل فیبرو غضروف
- نشت سلول های کاشته شده
- …
حتی پس از این که سلول های غضروفی با موفقیت کاشته می شوند، حفظ فنوتیپ غضروفی بسیار سخت تر، پیچیده تر و پر دردسرتر از چیزی است که فکرش را می کنید. در چنین شرایطی سلول های غضروفی مستعد تبدیل به غضروف فیبری می باشند. از دیگر محدودیت های ترمیم غضروف می توان به جداسازی ناکافی ماتریکس غضروفی از غضروف های کاشته شده اشاره کرد.
آشنایی با تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به غضروف و ترمیم غضروف
برای رهایی از مشکلات و محدودیت های ترمیم غضروف چاره ای جز کاشت و تمایز غضروف به سلول های بنیادی مزانشیمی وجود ندارد. ویژگی های منحصر به فرد سلول های بنیادی مزانشیمی آن ها را به گزینه ای ایده آل برای این کار تبدیل نموده است. از جمله مهم ترین این ویژگی ها می توان به خود بازسازی، تکثیر گسترده و امکان تمایز به چندین نسل اشاره کرد. علاوه بر این ها، سلول های بنیادی مزانشیمی در شرایط آزمایشگاهی دارای قابلیت گسترش کارآمد بوده و از همین رو، کاندیدایی مناسب و بی رقیب برای اجزای ترمیم غضروف در آینده ای نه چندان دور محسوب می شوند.
عوامل متعدد و متنوع بسیاری وجود دارند که دست به دست هم داده و تمایز غضروف را تحت تاثیر قرار می دهند. مایلید در ادامه این عوامل را معرفی و به اختصار مورد بحث و بررسی قرار دهیم؟
آشنایی با عوامل تاثیرگذار بر تمایز غضروف
اهمیت تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به غضروف زمینه انجام مطالعات حیوانی بسیاری را فراهم ساخته است. نتایج تحقیقات انجام شده حاکی از آن است که بافت های ترمیمی با سلول های مزانشیمی در مقایسه با بافت هایی که با سلول های غضروفی ترمیم شده اند، از آرایش سلولی و یکپارچگی بهتری با محیط اطراف برخوردار هستند. ضمنا این دسته از بافت ها را می توان از بافت های مزانشیمی گوناگون نظیر بافت های بالغ زیر استخراج نموده و مورد استفاده قرار داد:
- مغز استخوان
- خون محیطی
- بافت چربی
در صورتی که قصد تمایز غضروف از سلول های بنیادی مزانشیمی را دارید، باید بدانید که امکان کسب سلول های همسایه و ماتریکس های قابل اتصال به سلول از طریق تعدیل برهم کنش های MSC با ریز محیط های سلولی میسر می باشد. به عنوان یکی از معروف ترین این ریزمحیط ها می توان به GFS اشاره کرد. برای انجام این مطالعات بررسی بیشتر و عمیق تر فاکتورهای رشد، برهم کنش های سلول به سلول و بیو مواد بسیار حائز اهمیت به نظر می رسد.
درباره GFS چه می دانید؟!
همان طور که پیش تر به اختصار اشاره کردیم، GFS یکی از معروف ترین ریزمحیط هایی است که در زمینه تمایز غضروف مورد استفاده قرار می گیرد. جالب است بدانید که اثر این ریزمحیط تابع عوامل گوناگونی است که از جمله مهم ترین آن ها می توان موارد زیر را برشمرد:
- دوز GF
- نوع سلول
- مرحله سلول
اکثر فاکتورهای رشدی که برای تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به غضروف مورد استفاده قرار می گیرند؛ به قرار زیرند:
- فاکتور رشد تبدیل کننده
- پروتئین های مورفوژنیک استخوان
- فاکتور رشد شبه انسولین
- فاکتور رشد فیبروبلاست
اگر بخواهید سلول های بنیادی مزانشیمی را با فاکتورهای رشد گران قیمت تحریک نمایید، استفاده از غلظت بالا و درمان های مکرر GF اهمیت پیدا می کند. این موضوع پای عوارض جانبی بسیاری را به ماجرا باز می کند. حتی با وجود این معایب، وجود فاکتورهای رشد برای تمایز غضروف الزامی بوده و چشمپوشی از حضور آن غیر ممکن می باشد.
شاید این سوال ذهنتان را به خود درگیر کرده باشد که دلیل نیاز فرآیند تمایز غضروف به بیومواد چیست؟!
دلایل مختلفی وجود دارند که حضور بیومواد را در فرآیند تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی به غضروف ضروری می سازند. جالب است بدانید که بیومواد ارائه دهنده محل چسبندگی سلول ها است و زمینه انتشار مواد مغذی، اکسیژن و سلول ها را فراهم می سازد. لازم به ذکر است که خواص این مواد تابع تخلخل و شکل سه بعدی آن ها می باشد. این مواد که تحت عنوان مواد زیستی نیز شناخته می شوند، به عنوان داربست عمل نموده و به حمایت مکانیکی از ضایعات موجود در غضروف های مفصلی می پردازند. استفاده از این مواد در تحویل موفقیت آمیز و آزادسازی یکپارچه فاکتورهای رشد بسیار مرسوم است. این داربست های تزریقی به ماتریکس میزبان چسبیده، بعد از کاشت به مرور زمان تخریب می گردند. به عنوان یکی از ماتریس های طبیعی که کاربردهای بسیاری نیز دارد، می توان به هیالورونیک اسید اشاره کرد. این ماتریس کاربردی یک محیط سه بعدی پایدار را برای تمایز غضروف پدید می آورد.
بررسی میزان گلیکوز آمینوگلیکان
گلیکوز آمینوگلیکان که آن را تحت عنوان موکو پلی ساکارید نیز می شناسند، یکی از شناخته شده ترین پلی ساکاریدهای شناخته شده است که از تکرار واحدهای دی ساکارید به وجود می آید. جالب است بدانید که این ماده نقش به سزایی در ساختمان مولکولی و عملکرد غشای سیتوپلاسمی ایفا می کند.
گلیکوز آمینوگلیکان ها به وفور در بافت همبند اکثر قریب به اتفاق حیوانات و گیاهان یافت می شوند. این ترکیبات که به قطبی بودن معروفند؛ آب را به بافت ها جذب کرده و از همین رو بسیار لغزنده و ضربه گیر هستند.
شاید برایتان جالب باشد بدانید که پلی ساکاریدهای نام برده در مکانیزم برخی بیماری ها نظیر فشارخون نقش دارند. از همین رو اندازه گیری میزان آن ها در بدن بسیار حائز اهمیت است. یکی از روش های اندازه گیری این مواد بررسی نمونه ادرارهای 24 ساعته می باشد که نتایج قابل قبولی را ارائه می دهد.
