از مولکول های قند می توان برای ردیابی سلول های بنیادی استفاده کرد

جانز هاپکینز یک دانشمند پزشکی که 30 سال زمان صرف یافتن چگونگی چسباندن برچسب های شیمیایی به سلول ها برای ردیابی حرکت آنها در بافت های زنده کرد، دریافت که برخی از سلول های بنیادی خود تجدید شونده دارای ردیاب های ساخته شده از قند هستند که می توانند بدون افزودن “برچسب های” شیمیایی هنگامی که به مغز موش تزریق می شود این کار را انجام دهند. محققان می گویند این یافته که با سلول های بنیادی به طور گسترده در درمان های تجربی برای ام اس و سایر بیماری های عصبی مهندسی انجام شده است، یک شگفتی بود.

Jeff Bulte، دکترا، استاد رادیولوژی و علوم رادیولوژی در دانشکده پزشکی دانشگاه جانز هاپکینز و مدیر تصویربرداری سلولی موسسه مهندسی سلولی جان هاپکینز می گوید: یک زمینه علمی کامل به برچسب‌گذاری شیمیایی و ژنتیکی سلول‌ها اختصاص داده شده است، زیرا در غیر این صورت، ما نمی‌توانیم ببینیم سلول‌های درمانی مهندسی شده به‌طور خاص و گران‌قیمت به کجا می‌روند و آیا برای ترمیم یا جایگزینی بافت‌های بیمار به نقطه مورد نظر در بدن می‌رسند یا خیر.

Bulte می‌گوید، اگر با آزمایش‌های بعدی تأیید شود، مطالعه جدید باید تحقیقات ترمیمی را برای بیماری‌های مغز ساده‌سازی کرده و پیشرفت دهد، به دلیل ماهیت حساس مغز و سد خونی مغزی، سخت‌ترین ردیابی برای درمان‌ های آن در نظر گرفته می‌شود.

Bulte با توجه به تجربیاتش می‌گوید، برچسب‌گذاری سلول‌های درمانی که برای آزمایش‌های بالینی انسانی در هر اندامی آماده هستند، فرآیندی پرهزینه و دشوار است که نیازمند مطالعات ایمنی گسترده و تمرکز تیم‌های دانشمندان بر یافتن راه‌های بهتر برای ردیابی سلول‌های درمانی آسیب‌دیده در اثر MS و سایر بیماری های عصبی است.

برای چنین تحقیقاتی، دانشمندان مدت‌هاست که از سلول‌های استرومایی مزانشیمی استفاده می‌کنند، نوعی سلول بنیادی که در مغز استخوان یافت می‌شود و می‌تواند به انواع مختلفی از سلول‌ها تبدیل شود و همچنین التهاب را کاهش دهد.

Bulte و تیم تحقیقاتی او در مطالعه جدید که در 7 فوریه در Nature Biomedical Engineering شرح داده شد، دریافتند که این سلول‌های استرومایی مزانشیمی حاوی سطوح بالایی از قندی به نام مانوز هستند که مشابه گلوکز است و می‌توان آن را به راحتی و با موفقی با یک روش تصویربرداری استاندارد مبتنی بر تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) شناسایی کرد.

تیم Bulte پس از انتشار مطالعه دیگری در Nature Communications که نشان می‌دهد برخی از سلول‌های تومور مقادیر زیادی از مولکول‌های قند را که به راحتی توسط دستگاه‌های MRI شناسایی می‌شوند، از دست می‌دهند، ایده استفاده از قندها را به‌عنوان ردیاب به دست آوردند. دکتر Yue Yuan، محققی در آزمایشگاه Bulte، دریافت که سلول‌های بنیادی دارای مقدار زیادی مانوز هستند – تقریباً دو تا سه برابر مقدار موجود در سلول‌های معمولی.

از آنجایی که سلول‌های پستانداران به طور کلی فاقد محتوای قندی بالا هستند، Bulte و تیمش استدلال کردند، تزریق سلول‌های بنیادی که به طور طبیعی حاوی قند زیادی هستند، به طور بالقوه به راحتی در پس‌زمینه بافت مغز قابل تشخیص است.

تیم Bulte برای مطالعه خود، چهار نوع سلول انسانی از جمله سلول های بنیادی مزانشیمی را به مغز موش های زنده تزریق کردند. برای هر نوع سلول، محققان 300000 سلول تزریق کردند.

سپس، محققان از MRI برای ردیابی محل خوشه‌هایی از سلول‌های تزریق شده در یک دوره دو هفته‌ای استفاده کردند.

آنها دریافتند که سیگنال MRI سلول های بنیادی مزانشیمی حدود 60 درصد بیشتر از سه نوع سلول تزریق شده دیگر بود و تا دو هفته پس از تزریق به راحتی در تصاویر MR مشاهده می شد. جالب توجه است، آنها می گویند، تنها سلول های زنده سیگنال MRI را تولید می کنند، این فرصتی برای استفاده از این روش برای تعیین بقای سلول های پیوندی و همچنین ردیابی ایجاد می کند.

تیم Bulte در حال برنامه‌ریزی هستند تا مطالعات بیشتری انجام دهند برای تعیین اینکه آیا مولکول‌های قند سلولی می‌توانند برای تشخیص تمایز سلول‌های بنیادی به انواع دیگر سلول‌ها استفاده شوند یا خیر.

30 سال پس از شروع تحقیقاتم در زمینه برچسب‌گذاری سلول‌ها، دریافتم که این سلول‌های بنیادی مزانشیمی در مغز برای اهداف ردیابی نیازی به برچسب‌گذاری شیمیایی ندارند ، فوق‌العاده است و ممکن است راه‌های بهتر و آسان‌تری برای ردیابی این سلول ها در مغز وجود داشته باشد.

علاوه بر Bulte و Yuan ، دانشمندانی که در جانز هاپکینز در این تحقیق مشارکت داشتند عبارتند از: Congxiao Wang, Shreyas Kuddannaya, Jia Zhang, Dian R. Arifin, Zheng Han, Piotr Walczak and Guanshu Liu.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2022-02-mouse-sugar-molecules-track-stem.html