انقلاب در پزشکی ترمیمی؛ پشم گوسفند جایگزین کلاژن برای بازسازی استخوان میشود
پژوهشگران کینگز کالج لندن موفق شدند با استفاده از پروتئین کراتین موجود در پشمهای دورریز، غشاهایی زیستی بسازند که استخوانهای آسیبدیده را سریعتر، منظمتر و پایدارتر از روشهای فعلی ترمیم میکند.
به گزارش خبرگزاری سریع؛ وبگاه علمی سایتکدیلی (SciTechDaily) در گزارشی از یک دستاورد بزرگ در حوزه اینجینری بافت خبر داد. بر اساس این گزارش، دانشمندان موفق شدهاند از کراتین (پروتئین ساختاری موجود در پشم گوسفند) مادهای هوشمند برای ترمیم بافتهای استخوانی بسازند. آزمایشهای حیوانی نشان میدهد این ماده نوآورانه عملکردی به مراتب باکیفیتتر از «کلاژن» یعنی استاندارد طلایی فعلی در پزشکی ترمیمی دارد.
تبدیل زباله به طلا؛ پشم دورریز پادشاه جدید پزشکی بازساختی
پژوهشگران دندانپزشکی دانشگاه کینگز کالج لندن در بررسیهای خود دریافتند که کراتین استخراجشده از پشم گوسفند، میتواند روند بازسازی استخوان را در بدن موجودات زنده به شکل چشمگیری بهبود ببخشد. بافت استخوانی تولیدشده توسط این ماده، از نظر ساختار سلولی شباهت بسیار بیشتری به استخوان طبیعی و سالم بدن دارد.
دکتر شریف الشرقاوی (Sherif Elsharkawy)، سرپرست این پژوهش در دانشگاه کینگز کالج لندن میگوید:
«ما بسیار هیجانزده هستیم؛ چرا که برای نخستینبار توانستیم یک ماده زیستی مبتنی بر پشم گوسفند را با موفقیت کامل برای ترمیم استخوان در یک موجود زنده آزمایش کنیم. این پژوهش یک نقطه عطف بزرگ است و کراتین را به عنوان یک جایگزین طبیعی و کارآمد برای کلاژن معرفی میکند.»
این دستاورد یک مزیت زیستمحیطی و اقتصادی بزرگ نیز به همراه دارد؛ پشمهای ضخیم و مازاد در صنعت دامداری معمولاً به عنوان یک زباله بیولوژیکی دور ریخته میشوند. اکنون این منبع طبیعی و تجدیدپذیر میتواند در مقیاس انبوه و با هزینه بسیار کم، به یک محصول استراتژیک پزشکی تبدیل شود.
چرا کلاژن با چالش مواجه است؟
سالهاست که در پزشکی ترمیمی و جراحیهای دندانپزشکی، از غشاهای کلاژنی به عنوان یک لایه محافظ استفاده میشود. این غشاها مانع نفوذ بافت نرم به ناحیه آسیبدیده شده و به استخوان فرصت رشد مجدد میدهند. با این حال، کلاژن سه نقطه ضعف عمده دارد:
مقاومت کم: کلاژن از نظر ساختاری نسبتاً ضعیف است.
تجزیه زودهنگام: این ماده در نواحی تحت فشار (مانند فک یا استخوانهای حرکتی) خیلی زودتر از تکمیل فرآیند ترمیم، تجزیه میشود.
هزینه بالا: فرآیند استخراج کلاژن پیچیده، پرهزینه و از نظر فنی دشوار است.
از آزمایشگاه تا موفقیت در مدلهای زنده
دانشمندان برای سنجش کارایی دقیق کراتین، روند تحقیق را در دو فاز آزمایشگاهی و حیوانی پیش بردند. آنها در مرحله نخست، غشاهای کراتینی را در محیط آزمایشگاه بر روی سلولهای استخوانی انسان کشت دادند. نتایج این بررسی اولیه شگفتانگیز بود؛ چرا که سلولها در مجاورت کراتین نه تنها به خوبی رشد کردند، بلکه نشانههای آشکاری از سلامت و پویایی بافتی را بروز دادند.
پژوهشگران پس از کسب این موفقیت، وارد فاز آزمایش بر روی موجودات زنده شدند. آنها این غشاهای نوین را به موشهایی پیوند زدند که دچار نقص و آسیبهای بزرگی در استخوان جمجمه خود بودند؛ شکستگیهای عمیقی که بدن حیوان به طور طبیعی و به خودیِ خود قادر به ترمیم آنها نبود.
تحلیل نتایج این تصویربرداریها و بافتشناسیها، تفاوت خیرهکنندهای را میان عملکرد کلاژن و کراتین آشکار کرد. اگرچه غشاهای کلاژنی در ظاهر حجم بیشتری از استخوان را بازسازی کرده بودند، اما بافت به دست آمده از غشاهای کراتینی از نظر کیفی برتری مطلقی داشت. استخوانِ ساختهشده به کمک کراتین، به مراتب منظمتر، متراکمتر و پایدارتر بود و الیاف آن، بیشترین شباهت ساختاری را به یک استخوان طبیعی، سالم و باکیفیت نشان میدادند.
گامی بزرگ به سوی درمانهای انسانی
غشاهای کراتینی علاوه بر هدایت منظم سلولهای استخوانی، سازگاری بیولوژیکی فوقالعادهای با بافتهای اطراف خود نشان دادند و در طول دوره درمان، یکپارچگی ساختاری خود را کاملاً حفظ کردند؛ ویژگی کلیدی و حیاتی که کلاژن فاقد آن است.
دکتر الشرقاوی در پایان خاطرنشان کرد: «این فناوری اکنون از یک طرح اولیه آزمایشگاهی فراتر رفته و کارایی خود را در بدن یک موجود زنده اثبات کرده است. گام بعدی ما، بهینهسازی این فرآیند برای ورود به فاز آزمایشهای بالینی و استفاده از این تکنولوژی برای درمان انسانها خواهد بود.»
