دانشمندان از صدا برای تبدیل سلول های بنیادی به استخوان – زومیت استفاده می کنند

سلول های بنیادی قدرت فوق العاده ای برای تبدیل به هر نوع سلول دیگری دارند. این یک توانایی بسیار مؤثر است که برخی از حیوانات برای رشد مجدد اندام های خود از آن استفاده می کنند. از منظر پزشکی، سلول های بنیادی این پتانسیل را دارند که برای ترمیم بخش هایی از بدن انسان که در اثر جراحت یا بیماری آسیب دیده اند، استفاده شوند.

انجام این تعمیرات مستلزم توانایی انسان برای دستکاری سلول های بنیادی به روش های ضروری است. یک مطالعه جدید روشی نوآورانه برای انجام این کار پیشنهاد می کند. این روش مبتنی بر استفاده از امواج صوتی با فرکانس بالا برای تبدیل سلول های بنیادی به سلول های استخوانی است. سلول ها روزانه حدود 10 دقیقه تحریک می شوند و پس از 5 روز این فرآیند به پایان می رسد و سلول های استخوانی مورد نظر ساخته می شوند.

علاوه بر این، محققان امیدوارند که روش جدید، که مزایای متعددی نسبت به فرآیندهای مورد استفاده امروزی دارد، بتواند راه را برای رشد مجدد استخوان های از دست رفته به دلیل سرطان یا سایر بیماری های دژنراتیو هموار کند. امی گلمیمعاون تحقیقات استرالیا در موسسه سلطنتی فناوری ملبورن (RMIT) می گوید:

امواج صوتی مدت زمان لازم برای تبدیل شدن سلول های بنیادی به سلول های استخوانی را چند روز کاهش می دهد. این روش برای رشد استخوان ها نیاز به داروی خاصی ندارد و برای سلول های بنیادی بسیار آسان است.

رویکرد جدید مبتنی بر سال ها کار در زمینه اصلاح مواد با استفاده از امواج صوتی در فرکانس های بالای 10 مگاهرتز است. محدوده فرکانس ذکر شده بسیار بیشتر از فرکانس هایی است که قبلاً توسط گروه های دیگر محققین در چنین آزمایش هایی استفاده می شد. در آزمایش جدید، از یک ریزتراشه برای تبدیل سلول های بنیادی استفاده شد. ریزتراشه در روغن سیلیکون قرار داده شد و سپس در یک صفحه کشت قرار گرفت.

البته سایر روشهای آزمایشی در این زمینه تا حدودی موفق بوده است. با این حال، راه اندازی هر دو پیچیده و مدیریت آن پرهزینه است. علاوه بر این، گسترش آنها به تولید در مقیاس بزرگ دشوار است. در روش های قبلی نیز نیاز به سلول های بنیادی مشتق از مغز استخوان بیمار بود و شاید با خواندن عبارت مغز استخوان به درستی حدس زده باشید که علاوه بر همه این سختی ها، روش های قبلی اغلب دردناک هستند.

شماتیکی از اساس کلی آزمایش: یک ریزتراشه در سمت چپ، یک محفظه سلول بنیادی در سمت راست، و یک منبع موج صوتی بین این دو، با رنگ سبز برجسته شده است.

رویکرد جدید یک گام مهم رو به جلو در همه زمینه ها است. محققان نشان داده اند که روش ابتکاری آنها با انواع سلول های بنیادی از جمله سلول های بنیادی مشتق از چربی کار می کند. سلول هایی که برخلاف سلول های مغز استخوان برداشتن آنها از بیماران دردناک نیست. لزلی یویک مهندس شیمی از RMIT می گوید:

ما می‌توانیم از امواج صوتی برای اعمال فشار مناسب به سلول‌های بنیادی در مکان‌های مناسب برای شروع فرآیند تغییر استفاده کنیم. دستگاه ما ارزان و آسان برای استفاده است. بنابراین، می توان آن را به راحتی برای درمان تعداد زیادی سلول به طور همزمان ارتقا داد. [موضوعی که] برای مهندسی بافت موثر حیاتی است.

ارتقاء به سلول های بیشتر مرحله بعدی این فرآیند است. از نظر تئوری، رویکرد دوم باید بتواند فراتر از یک آزمایش آزمایشگاهی کوچک کار کند. اما دانشمندان باید در این مورد اعتماد کافی داشته باشند. از طرفی دلایلی (از نظر فضای مورد نیاز) برای کوچکتر کردن این فناوری وجود دارد.

محققان پیشرفت قابل توجهی در تبدیل سلول های بنیادی به انواع مختلف سلول ها برای مبارزه با مشکلات مختلف سلامتی داشته اند. هرچه بیشتر این بلوک‌های ساختمانی بیولوژیکی را درک کنیم، بینش ما در مورد نحوه عملکرد بدنمان بهتر می‌شود.

به گفته تیم تحقیقاتی، اگر بتوان این فرآیند خاص را به تولید در مقیاس بزرگتر ارتقا داد، راه های مختلفی برای استفاده از آن به عنوان درمانی برای عوارض مختلف وجود خواهد داشت. در نهایت، امید است بتوان بیوراکتورها یا بیوراکتورهای تخصصی را برای پردازش و رشد سلول های بنیادی از این طریق توسعه داد. گلمی می گوید:

مطالعه ما نشان داد که رویکرد جدید پتانسیل زیادی برای استفاده در این زمینه دارد. [درمان‌های مبتنی] دارای سلول های بنیادی است. ما حتی قبل از اینکه به نقطه پوشش سلول های بنیادی روی ایمپلنت ها یا تزریق مستقیم آنها به بدن برای مهندسی بافت برسیم به این نتیجه رسیدیم.

این یافته ها در مجله Small منتشر شده است و در کتابخانه آنلاین Wiley در این لینک موجود است.