هدفمندسازی مغناطیسی سلولهای بنیادی مزانشیمی مشتق از ژله وارتون بند ناف انسان نشاندار شده با نانوذرات اکسید آهن در مدل آلزایمری موش صحرایی

بیماری آلزایمر نوعی اختلال نورودژنراتیو پیشرونده یکی از دلایل اصلی مرگ و میر در جهان محسوب می شود. امروزه از بین تمام روش های درمانی سلول درمانی بر پایه سلول های بنیادی مزانشیمی روشی امیدبخش در درمان اختلالات عصبی از جمله بیماری آلزایمر می باشد. در این مطالعه قصد بر آن است سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از ژله وارتون بند ناف انسان با نانوذرات اکسید آهن نشاندار شده و بعد از تزریق وریدی به مدل های آلزایمری رت، با استفاده یک آهنربای طراحی شده به سمت هیپوکامپ در مغز مدل آلزایمری موش صحرایی هدایت شوند. در نهایت با انجام مطالعات رفتاری و بافتی، توان سلولهای نامبرده در رفع اختلالات شناختی بیماری آلزایمر بررسی می شود.

در این مطالعه سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از ژله وارتون بند ناف انسان با نانوذرات اکسید آهن پوشش داده شده با دکستران (dex-SPIONs) (50 میکروگرم در هر میلیلیتر) با روشی موسوم به “روش شبیه سازی شده به محیط زیستی سلولها” (biomimicry) نشاندار شدند. برای بررسی اثر سلولها در مدلهای آلزایمری رت، حیوانهای مورد مطالعه به پنج گروه 8 تایی تقسیم شدند:

1) گروه شم کنترل

2) گروه مدل آلزایمری (تزریق آمیلویید بتا)

 3) گروه درمانی اول با تزریق داخل وریدی سلولها بدون هدفمندسازی آنها (IV-NTC)

4) گروه درمانی دوم با تزریق داخل وریدی سلولها با هدفمندسازی مغناطیسی (MTCD) آنها با اعمال یک آهنربا

 (halbach magnet array) در اطراف سر حیوان  (IV-TC) 

 5) گروه درمانی سوم با تزریق داخل بطنی سلولها بدون هدفمندسازی آنها (ICV-NTC).

جهت مشاهده و ردیابی سلولهای نشاندار شده، از دستگاه   3MRIتسلا استفاده شد. برای بررسی اثر سلولهای مذکور در مدل آلزایمری، تستهای رفتاری موریس واتر میز و یادگیری احترازی غیرفعال و همچنین مطالعات بافتی وسترن بلات و رنگ آمیزی نیسل انجام شدند.

سلولهای نشاندار شده با روش biomimicry مقدار آهن داخل سلولی بیشتری نسبت به گروه کنترل و روشهای روتین قبلی داشتند (2.9±0.08 pg/cell)  . این سلولهای نشاندار شده قابلیت هدفمند شدن مغناطیسی به سمت ناحیه ضایعه را دارند که با کاهش دانسیته شناسایی و ردیابی شدند طوری که هرچه تعداد سلولهای رسیده به ناحیه هیپوکامپ بیشتر می شد کاهش سیگنال بیشتری را شاهد بودیم. نتایج تست های رفتاری و مطالعات وسترن بلات از ناحیه هیپوکمپ و نیسل از ناحیه شکنج دندانه ای نشان دادند که گروه درمانی دوم که سلولها بصورت مغناطیسی به سمت هیپوکمپ هدفمند شدند به مراتب بهبود بهتری نسبت به گروه درمانی اول که سلولها هدفمند نشدند داشتند. همچنین نتایج گروه درمانی دوم که سلولهاهدفمند شدند و گروه درمانی سوم که سلولها بصورت داخل بطنی تزریق شدند نسبت به همدیگر و نسبت به گروه کنترل تفاوت معنی داری نداشتند.

نتیجه گیری:  روش biomimicry روشی مناسب برای نشاندار کردن این سلولها با نانوذرات اکسید آهن می باشد. می توان با اعمال یک آهنربا در ناحیه سر، سلولهای نشاندار شده به این روش را به سمت ناحیه ضایعه در مغز هدایت کرد که این روش می تواند جایگزین مناسبی برای روش تهاجمی تزریق مستقیم سلولها درمغز باشد. همچنین سلولهای بنیادی مشتق از ژله وارتون بند ناف انسانی اثرات بهبود کننده ای در مدل های آلزایمری رت داشتند.

این پژوهش با استفاده از خدمات آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز انجام شده است و در فوریه 2020 در  Journal of Controlled Release به چاپ رسیده است.

 

برای مشاهده منبع کلیک کنید.

اسامی پژوهشگران: فرشید قیامی حور، امیر جوهری مقدم، علی شاکری زاده، مهرداد بختیاری، روناک شعبانی، مهدی مهدی زاده