العلماء يصممون تقنية "ذكية" لشفاء الجروح
بحث جديد نشر في المجلة مواد متطورة، يمهد الطريق "لجيل جديد من المواد التي تعمل بنشاط مع الأنسجة لدفع التئام الجروح."
مع إجراء المزيد والمزيد من العمليات الجراحية في الولايات المتحدة ، فإن عدد الإصابات في موقع الجراحة آخذ في الارتفاع أيضًا.
غالبًا ما تستضيف الجروح المزمنة التي لا تلتئم - مثل تلك التي تحدث في مرض السكري - مجموعة واسعة من البكتيريا على شكل غشاء حيوي.
غالبًا ما تكون هذه البكتيريا البيوفيلم مرنة جدًا للعلاج ، وتزيد مقاومة مضادات الميكروبات من احتمال إصابة هذه الجروح بالعدوى.
وفقًا للتقديرات الحديثة ، فإن الجروح المزمنة تؤثر على ما يقرب من 5.7 مليون شخص في الولايات المتحدة ، ويمكن أن تؤدي بعض الجروح المزمنة إلى بتر الأعضاء ، كما هو الحال مع قرح السكري.
على المستوى العالمي ، يقدر الباحثون أن كل 30 ثانية تسبب قرحة سكري مزمنة وغير قابلة للشفاء بترًا.
في هذا السياق ، هناك حاجة ماسة لطرق مبتكرة وفعالة في التئام الجروح. يظهر بحث جديد واعد في هذا الصدد ، حيث ابتكر العلماء جزيءًا يساعد في تسخير قوى الشفاء الطبيعية للجسم.
تسمى الجزيئات حمولات الجر التي يتم تنشيطها بقوة الجر (TrAPs). إنها عوامل نمو تساعد مواد مثل الكولاجين على التفاعل مع أنسجة الجسم بشكل طبيعي.
قاد البحث الجديد بن المكويست ، وهو محاضر في قسم الهندسة في إمبريال كوليدج لندن في المملكة المتحدة.
تقنية TRAP والتئام الجروح
غالبًا ما تستخدم مواد مثل الكولاجين في التئام الجروح. على سبيل المثال ، يمكن أن يعالج إسفنج الكولاجين إصابات الحروق ، ويمكن أن تساعد زراعة الكولاجين العظام في التجدد.
لكن كيف يتفاعل الكولاجين مع الأنسجة؟ في ما يسمى بزرع السقالة ، تتحرك الخلايا عبر بنية الكولاجين ، وتسحب السقالة معها. يؤدي هذا إلى تنشيط البروتينات الشافية ، مثل عوامل النمو ، التي تساعد الأنسجة على التجدد.
في الدراسة الجديدة ، صمم Almquist والفريق جزيئات TrAP لإعادة إنشاء هذه العملية الطبيعية. قام العلماء بـ "ثني" خيوط الحمض النووي إلى الأبتاميرات ، وهي أشكال ثلاثية الأبعاد ترتبط بالبروتينات.
ثم قاموا بتصميم "مقبض" لتقبضه الخلايا. قاموا بربط الخلايا بأحد طرفي المقبض وسقالة الكولاجين بالطرف الآخر.
كشفت الاختبارات المعملية أن الخلايا قامت بسحب TrAPs أثناء تحركها عبر غرسات الكولاجين. بدوره ، أدى هذا إلى تنشيط بروتينات النمو التي أدت إلى عملية الشفاء داخل الأنسجة.
يوضح العلماء أن هذه التقنية تعيد إنشاء عمليات الشفاء الموجودة في جميع أنحاء العالم الطبيعي. يقول المكيست: "إن استخدام حركة الخلية لتنشيط الشفاء موجود في كائنات تتراوح من الإسفنج البحري إلى البشر".
ويضيف: "نهجنا يحاكيها ويعمل بنشاط مع أنواع مختلفة من الخلايا التي تصل إلى أنسجتنا التالفة بمرور الوقت لتعزيز الشفاء".
"جيل جديد" من المواد العلاجية
كشف البحث أيضًا أن التغيير والتبديل في المقبض الخلوي يغير نوع الخلايا التي يمكن أن تعلق وتحتفظ بـ TrAPs.
وهذا بدوره يمكّن TrAPs من إطلاق بروتينات متجددة مخصصة بناءً على الخلايا التي تم إرفاقها بالمقبض.
تعني هذه القدرة على التكيف مع أنواع مختلفة من الخلايا أنه يمكن تطبيق هذه التقنية على أنواع مختلفة من الجروح - بدءًا من كسور العظام إلى إصابات الأنسجة الندبية التي تسببها النوبات القلبية ومن تلف الأعصاب إلى قرح السكري.
أخيرًا ، تمت الموافقة بالفعل على aptamers كأدوية للاستخدام السريري البشري ، مما قد يعني أن تقنية TrAP قد تصبح متاحة على نطاق واسع عاجلاً وليس آجلاً.
يوضح المكيست: "توفر تقنية TrAP طريقة مرنة لإنشاء مواد تتواصل بشكل فعال مع الجرح وتوفر التعليمات الأساسية متى وأينما كانت مطلوبة".
ويضيف: "هذا النوع من العلاج الذكي والديناميكي مفيد خلال كل مرحلة من مراحل عملية الشفاء ، وله القدرة على زيادة فرصة الجسم للتعافي ، وله استخدامات بعيدة المدى في العديد من أنواع الجروح المختلفة".
ويخلص الباحث إلى أن "تقنيته لديها القدرة على العمل كموصل لإصلاح الجروح ، وتنسيق الخلايا المختلفة بمرور الوقت للعمل معًا لشفاء الأنسجة التالفة."
"يمكن أن تساعد تقنيتنا في إطلاق جيل جديد من المواد التي تعمل بنشاط مع الأنسجة لدفع الشفاء."
بن المقويست ، دكتوراه.
