کشف روش «شارژ مجدد» سلول‌های پیر: نانوفلاورها تولید میتوکندری را دو برابر می‌کنند

فناوری نانوفلاور و تقویت سلول‌های بنیادی

در این مطالعه، آخیلش کهاروار و دانشجوی دکتری جان سوکار از دانشکده مهندسی زیست‌پزشکی، با به‌کارگیری ذرات میکروسکوپی موسوم به نانوفلاور، توانستند سلول‌های بنیادی را وادار به تولید میتوکندری به میزان دو برابر تعداد معمول کنند. این سلول‌های بنیادی تقویت‌شده، هنگام قرارگیری در کنار سلول‌های پیر یا آسیب‌دیده، میتوکندری مازاد خود را به آن‌ها منتقل می‌کنند.

کهاروار در این خصوص گفت: ما به سلول‌های سالم آموزش دادیم که باتری‌های اضافی خود را با سلول‌های ضعیف‌تر به اشتراک بگذارند. بدون هیچ‌گونه دستکاری ژنتیکی یا استفاده از دارو، توانستیم انرژی و عملکرد سلول‌های آسیب‌دیده را احیا کنیم.

محققان از این سلول‌های بنیادی تقویت‌شده با عنوان کارخانه‌های زیستی میتوکندری یاد می‌کنند؛ چرا که میزان انتقال میتوکندری در آن‌ها دو تا چهار برابر بیشتر از حالت طبیعی گزارش شده است.

احیای عملکرد سلولی و مبارزه با پیری

کاهش تعداد میتوکندری در سلول‌ها یکی از عوامل اساسی زمینه‌ساز پیری، بیماری‌های قلبی و اختلالات عصبی‌تخریبی است. بر اساس این پژوهش که در نشریه PNAS منتشر شده، سلول‌های دریافت‌کننده پس از دریافت میتوکندری‌های سالم، نتایج قابل توجهی از خود نشان دادند:

• بازیابی توان تولید انرژی: سلول‌ها بار دیگر توان تولید انرژی خود را بازیافتند.
• افزایش مقاومت: سلول‌ها در برابر عوامل آسیب‌زا از جمله داروهای شیمی‌درمانی مقاومت نشان دادند.

مزیت رقابتی نسبت به درمان‌های موجود

روش‌های کنونی برای افزایش تعداد میتوکندری معمولاً متکی بر داروهایی هستند که به دلیل حذف سریع از سلول، نیازمند مصرف مداوم هستند. در مقابل، نانوفلاورها که از ترکیب دی‌سولفید مولیبدن ساخته شده و در اندازه ۱۰۰ نانومتر باقی می‌مانند، به‌طور پایدار تولید میتوکندری را تحریک می‌کنند. این پایداری امکان طراحی درمان‌هایی با دفعات تزریق بسیار کمتر را فراهم می‌آورد.

کهاروار این رویکرد را گامی اولیه، اما هیجان‌انگیز در مسیر شارژ دوباره بافت‌های پیر با استفاده از سازوکارهای طبیعی بدن توصیف کرده است.

کاربردهای پزشکی گسترده و چشم‌انداز آینده

پژوهشگران تاکید دارند که این روش می‌تواند در درمان انواع آسیب‌های بافتی به کار رود؛ از جمله بافت‌های قلبی و عضلانی تا بافت‌های عصبی. سلول‌های بنیادی تقویت‌شده را می‌توان مستقیماً در بافت هدف تزریق کرد و به سلول‌های آسیب‌دیده کمک کرد تا عملکرد طبیعی خود را بازیابند.

سوکار در این باره اظهار داشت: برای مثال در کاردیومیوپاتی می‌توان سلول‌ها را در نزدیکی قلب قرار داد یا در بیماری‌های تحلیل‌برنده عضلانی، آن‌ها را مستقیماً وارد بافت عضله کرد. این فناوری بالقوه توانایی پوشش انواع گسترده‌ای از بیماری‌ها را دارد و مسیر پژوهشی بسیار وسیعی پیش روی ما می‌گذارد.

این دستاورد در صورت عبور موفقیت‌آمیز از مراحل آزمایشگاهی و ورود به فازهای بالینی، می‌تواند زمینه‌ساز نسل جدیدی از روش‌های جوان‌سازی سلولی و درمان بیماری‌های ناشی از پیری و آسیب‌های مزمن شود.