مفاصل
مشکلات مفاصل، چه بروز آرتروز ساده یا آسیب بافت نرم، بطورکلی بر زندگی حدود 30 درصد از جمعیت سراسر جهان تأثیر میگذارد. در حالی که مشکلات مفصلی تهدیدکننده زندگی یک فرد نیست، اما میتواند کیفیت زندگی او را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. مهمترین و اصلیترین عامل پیشبینیکننده آرتروز یا ورم مفاصل سن یک فرد است. بنابراین گذر زمان، بر ساییدگی و پارگی غضروف یک فرد به سادگی تأثیر میگذارد و با وجود جمعیت سالخورده جهان، این مشکل کاهش پیدا نکرده است. از طرف دیگر آسیبهای بافت نرم به دلیل ورزشهای شدید یا رقابتی، در حال افزایش است.
چه چیزی باعث آرتروز یا ورم مفاصل میشود؟
با مشاهده تخریب پیشرونده و به طور عامیانه غیرقابل بازگشت غضروف مفاصل، بیماری آرتروز یا استئو آرتریت Osteoarthritis ، تشخیص داده میشود. طبیعتاً غضروف به دلیل گردش خون ضعیفی که دارد به خوبی التیام نیافته و ترمیم نمیشود. از بین رفتن تدریجی غضروف منجر به التهاب و درد و در نهایت ناتوانی در حرکت مفاصل میگردد. تنها درمانهای موجود نیز اساساً مسکنها و داروهای ضدالتهابی هستند.
در اوایل توسعه تحقیقات سلولهای بنیادی، محققان به این نتیجه رسیدند که سلولهای بنیادی مغز استخوان توانایی تبدیل به سلولهای ماهیچهای و استخوانی و حمایت از بازسازی تاندون و غضروف را دارند. یکی از روشهای درمان آرتروز، ایجاد داربستهای ساختهشده از مواد آلی، مانند پلیساکاریدها بود، که در نهایت حل میشدند، اما بستری را فراهم میکردند که سلولهای بنیادی بتوانند سلولهای غضروفی را بر اساس آن تشکیل دهند. دانشمندان دیگری هم از روش متفاوت اما مستقیمتری، که تزریق سلولهای بنیادی مغز استخوان به طور مستقیم به مفاصل بود، استفاده نمودند. آنها همراه با روشهای گوناگون، با یا بدون داربستهای پلیساکارید، به این سلولها کمک کردند که در کنار مفاصل باشند و به سلولهایی تبدیل شوند که قادر به تولید غضروف هستند.
تحریک سلولهای بنیادی درونزا و ترمیم مفاصل
در طول این تحقیقات، توانایی حرکت (مهاجرت) سلولهای بنیادی به مفصل آسیب دیده و مشارکت آنها در ترمیم بافت به اثبات رسید. در یک مطالعه، تحریک آزادسازی سلولهای بنیادی از مغز استخوان، به منظور برداشت این سلولها از بیماران و با هدف تزریق مجدد آنها در خون همان بیماران، انجام شد. در این مطالعه، 15 درصد از شرکتکنندگان پس از روش ساده آزادسازی سلولهای بنیادی خودشان، بدون تزریق سلولهای بنیادی دیگر، بهبود قابل توجهی را گزارش کردند.
یک مقاله قابل توجه، مورد خانمی را، که بیش از 10 سال از آرتریت روماتوئید یا روماتیسم مفصلی ناتوانکننده رنج میبرد، گزارش نمود. در زمان مطالعه، او قادر به حمام کردن و لباس پوشیدن بدون کمک نبود و حتی ناتوان در راه رفتن بود. ایشان در مدت 3 ماه، با مصرف روزانه تقویتکننده سلولهای بنیادی طبیعی، توانایی راه رفتن خود را بدست آورد و پس از 1 سال نیز عملکرد مستقل قابل توجهی را تجربه نمود.
استفاده از سلول های بنیادی در آسیبهای بافت نرم
با توجه به بروز آسیبهای بافت نرم در ورزشهای رقابتی و حرفهای، مانند رگ به رگ شدن مچ پا و پارگی رباط، استفاده از سلولهای بنیادی بالغ نیز برای چنین آسیبهایی مورد بررسی قرار گرفت. دانشمندان به سرعت کشف کردند که تاندونها حاوی سلولهای بنیادی خود به نام سلولهای بنیادی مشتق از تاندون (TDSC) هستند و به نظر میرسد این سلولهای بنیادی در ترمیم آسیبهای بافت نرم، موثرترین سلولها هستند. آنها به این نتیجه رسیدند که جداسازی سلولهای TDSC دشوار است و تعداد آنها با افزایش سن کاهش مییابد.
دومین و بهترین جایگزین این سلولها، سلولهای بنیادی مزانشیمی یا سلولهای همبند چندتوانی است که میتواند به افزایش مجدد انباشته TDSC کمک کند. در واقع، تزریق مستقیم سلولهای بنیادی مغز استخوان در تاندون، منجر به ترمیم قابل توجه آن گردید.
ESCM میتواند به ترمیم بافتهای نرم کمک کند
آن طور که مشاهده شده است، به دنبال آسیب به تاندون یا رباط، سلولهای بنیادی از مغز استخوان آزاد شده و مستقیماً به بافت آسیبدیده مهاجرت کرده و به ترمیم بافت کمک میکنند. بنابراین این امکان وجود دارد که صرفاً افزایش آزادسازی سلولهای بنیادی از مغز استخوان بتواند ترمیم بافت نرم را بهبود بخشد. در یک مطالعه گزارش داده شده که، تحریک سلولهای بنیادی درونزا یا (ESCM) ، باعث بهبودی آسیب Rotator cuff (یا ماهیچه کلاهک گرداننده شانه) در یک فرد شده است.
در مطالعه دیگری، به بازیکنان حرفهای فوتبال که آسیب بافت نرم مچ پا داشتند و نمیتوانستند فصل را شروع کنند یک تقویتکننده طبیعی سلولهای بنیادی داده شد. این تیم دوازده بازیکن با آسیب دیدگی مچ پا داشت. شش نفر از بازیکنان روزانه تقویتکننده سلولهای بنیادی را مصرف میکردند در حالی که سایر بازیکنان از درمانهای مرسوم استفاده نمودند. این مطالعه گزارش داد که همه بازیکنانی که تقویتکننده سلولهای بنیادی طبیعی را مصرف کردند، کاهش درد در طول فرآیند بهبودی، دامنه حرکتی بیشتر و استحکام مفصل را در طی 14 روز تجربه نموده و همه یک هفته قبل از کنترل گروه توانستند به بازی بازگردند.
نتیجه
برای شناسایی بهترین و کمتهاجمیترین رویکرد جهت استفاده از سلولهای بنیادی برای ترمیم مفاصل، باید کارهای بیشتری انجام شود. اما در این بین ESCM (یا تحریک سلولهای بنیادی درونزا) با استفاده از تقویتکنندههای طبیعی این سلولها، میتواند به حمایت از ترمیم بافت درونی و افزایش کیفیت زندگی کمک کند.
Sources:
- Mesenchymal stem cell therapy in the treatment of osteoarthritis: reparative pathways, safety and efficacy – a review.
Freitag J, Bates D, Boyd R, Shah K, Barnard A, Huguenin L, Tenen A.
BMC Musculoskelet Disord. 2016 May 26;17:230. - Stem cells for repair of cartilage and bone: the next challenge in osteoarthritis and rheumatoid arthritis.
Jorgensen C, Noel D, Apparailly F, Sany J.
Ann Rheum Dis. 2001 Apr;60(4):305-9. - Regenerative approaches for cartilage repair in the treatment of osteoarthritis.
Li MH, Xiao R, Li JB, Zhu Q.
Osteoarthritis Cartilage. 2017 Oct;25(10):1577-1587. - Mesenchymal Stem Cells and Their Clinical Applications in Osteoarthritis.Chang YH, Liu HW, Wu KC, Ding DC.
Cell Transplant. 2016;25(5):937-50. - In Situ Recruitment of Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells Using Chemokines for Articular Cartilage Regeneration.
Park MS, Kim YH, Jung Y, Kim SH, Park JC, Yoon DS, Kim SH, Lee JW.
Cell Transplant. 2015;24(6):1067-83. - Intra-articular injection of mesenchymal stem cells for the treatment of osteoarthritis of the knee: a proof-of-concept clinical trial.
Jo CH, Lee YG, Shin WH, Kim H, Chai JW, Jeong EC, Kim JE, Shim H, Shin JS, Shin IS, Ra JC, Oh S, Yoon KS.
Stem Cells. 2014 May;32(5):1254-66. doi: 10.1002/stem.1634. - Mobilization of bone marrow-derived mesenchymal stem cells into the injured tissues after intraarticular injection and their contribution to tissue regeneration.
Agung M, Ochi M, Yanada S, Adachi N, Izuta Y, Yamasaki T, Toda K.
Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2006 Dec;14(12):1307-14. - Autologous hemopoietic stem cell transplantation in severe rheumatoid arthritis: a report from the EBMT and ABMTR.
Snowden JA, Passweg J, Moore JJ, Milliken S, Cannell P, Van Laar J, Verburg R, Szer J, Taylor K, Joske D, Rule S, Bingham SJ, Emery P, Burt RK, Lowenthal RM, Durez P, McKendry RJ, Pavletic SZ, Espigado I, Jantunen E, Kashyap A, Rabusin M, Brooks P, Bredeson C, Tyndall A.
J Rheumatol. 2004 Mar;31(3):482-8. - The Therapeutic Potential of Stimulating Endogenous Stem Cell Mobilization. In: Tissue Regeneration – From Basic Biology to Clinical Application. Drapeau C, Eufemio G, Mazzoni P, Roth GD and Strandberg, S. InTech Open, 2012.
- Tendon-derived stem/progenitor cell aging: defective self-renewal and altered fate.
Zhou Z, Akinbiyi T, Xu L, Ramcharan M, Leong DJ, Ros SJ, Colvin AC, Schaffler MB, Majeska RJ, Flatow EL, Sun HB.
Aging Cell. 2010 Oct;9(5):911-5. - Mesenchymal Stem Cells Empowering Tendon Regenerative Therapies.
Costa-Almeida R, Calejo I, Gomes ME.
Int J Mol Sci. 2019 Jun 19;20(12). - Study of Bone Marrow Mesenchymal and Tendon-Derived Stem Cells Transplantation on the Regenerating Effect of Achilles Tendon Ruptures in Rats.
Al-Ani MKh, Xu K, Sun Y, Pan L, Xu Z, Yang L.
Stem Cells Int. 2015;2015:984146. - Acute mobilization and migration of bone marrow-derived stem cells following anterior cruciate ligament rupture.
Maerz T, Fleischer M, Newton MD, Davidson A, Salisbury M, Altman P, Kurdziel MD, Anderson K, Bedi A, Baker KC.
Osteoarthritis Cartilage. 2017 Aug;25(8):1335-1344. - The effect of granulocyte-colony stimulating factor on rotator cuff healing after injury and repair.
Ross D, Maerz T, Kurdziel M, Hein J, Doshi S, Bedi A, Anderson K, Baker K.
Clin Orthop Relat Res. 2015 May;473(5):1655-64. - Use of the stem cell mobilizer SE2® as part of conventional treatment on ankle injuries to expedite recovery in professional soccer players.
Garber M, Mazzoni P, Nazir C, AND Drapeau C.
J. Advancement in Medical and Life Sciences, 2(3); 2015.