زخم‌های مزمن یکی از مهم‌ترین چالش‌های پزشکی امروز به شمار می‌روند که با عدم ترمیم مؤثر و طولانی‌مدت همراه‌اند و طیف وسیعی از بیماران، به ویژه مبتلایان به دیابت، سالمندان و افرادی با بیماری‌های عروقی را تحت تأثیر قرار می‌دهند. این زخم‌ها، مانند زخم‌های پای دیابتی، زخم‌های فشاری و زخم‌های وریدی، اغلب به دلایل پیچیده‌ای همچون التهاب پایدار، اختلال در ارتباط بین سلولی، کاهش بازسازی بافت و نقص در رگ‌زایی، بهبود نمی‌یابند و به مراحل مزمن وارد می‌شوند.
در دهه‌های اخیر، پزشکی بازساختی و رویکردهای نوین درمانی مبتنی بر استفاده از سلول‌های زنده، بویژه سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs)، موجب تحول عمیقی در مدیریت زخم‌های مزمن شده است. تکنولوژی‌های جدید تلاش دارند تا پانسمان‌هایی طراحی کنند که نه تنها محیطی مرطوب و محافظ ایجاد کنند، بلکه بتوانند سلول‌های کلیدی مانند فیبروبلاست‌ها، کراتینوسیت‌ها، ماکروفاژها و سلول‌های بنیادی مزانشیمی را نیز به محل زخم انتقال داده و بدین ترتیب ترمیم را تسریع ببخشند.
استفاده اولیه از پیوند پوست به عنوان نخستین راه‌حل مبتنی بر سلول‌های زنده در اواخر قرن نوزدهم آغاز شد اما به دلیل مشکلاتی همچون کمبود پوست اهدایی و خطر پس‌زدگی، خیلی سریع محققان به سوی ساخت معادل‌های زیستی پوست (BeLSEs) سوق یافتند. این محصولات، که در سال ۱۹۹۸ FDA نخستین نمونه تجاری آنها (Apligraf) را تأیید کرد، گرچه موفقیت‌هایی کسب کردند اما محدودیت‌هایی از نظر پذیرش در بدن و هزینه ایجاد کردند. همزمان، تحقیقات بر روی پانسمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی (به ویژه MSCs) رشد چشمگیری یافت و شواهد بسیاری از اثربخشی آنها بر ترمیم زخم‌های مزمن در مدل‌های حیوانی و انسانی به دست آمد.
امروزه محور پژوهش‌ها بر روی انواع پانسمان‌های حمل‌کننده سلول‌های بنیادی همچون داربست‌های متخلخل زیست‌پایه، مش‌های نانوالیاف، هیدروژل‌ها و پانسمان‌های چاپ سه‌بعدی زیستی متمرکز شده است. هر یک از این محصولات، ویژگی‌هایی مانند سازگاری زیستی بالا، القای رگ‌سازی، مهار التهاب و ارتقای بازسازی معماری پوست را بهبود داده‌اند. کلید موفقیت در این مسیر، تعامل همزمان سلول‌های مختلف با ماتریکس زیستی، فاکتورهای رشد و مولکول‌های پیام‌رسان است تا هم التهاب کنترل شود و هم بازسازی به شکل ساختارمند و نزدیک به پوست طبیعی رخ دهد.
مقاله حاضر ضمن ارائه روایتی از سیر تاریخی و علمی پانسمان‌های مبتنی بر سلول، تازه‌ترین دستاوردها، فناوری‌ها و مروری بر وضعیت فعلی کارآزمایی‌های بالینی در این حوزه را ارائه می‌دهد. نویسندگان در پایان مقاله، بر ضرورت تغییر نگرش در توسعه فرایندها و استراتژی‌های درمانی و همچنین تدوین چارچوب‌های دقیق‌تر برای اجرای موفق این راهکارها در بالین تأکید می‌کنند.
۱. مقدمه و تعریف چالش زخم‌های مزمن
زخم‌های مزمن به دلیل نارسایی در فرایند ترمیم طبیعی بافتی ایجاد می‌شوند. بیمارانی مانند دیابتی‌ها، سالمندان و افراد مبتلا به بیماری‌های عروقی در معرض این زخم‌ها هستند. عوامل کلیدی از جمله ماندگاری التهاب، اختلال در رگ‌زایی، تولید طولانی‌مدت سیتوکین‌های التهابی و نقص در عملکرد سلول‌هایی همچون نوتروفیل‌ها، ماکروفاژها، فیبروبلاست‌ها و کراتینوسیت‌ها، باعث می‌شوند که زخم وارد فاز مزمن شده و ترمیم ناقص یا طولانی شود.
در زخم‌های مزمن، ویژگی‌هایی مانند عدم مهاجرت و تمایز صحیح سلول‌ها، کاهش توان افزایش سلولی، و تنظیم نابجای ماتریکس خارج سلولی (ECM) مشاهده می‌شود.
۲. سیر تاریخی درمان‌های سلولی - از پیوند پوست تا BeLSEs
اولین اقدام بالینی استفاده از سلول در درمان زخم، پیوند پوست بود. کمبود منابع و محدودیت استفاده، محققان را به سوی تولید معادل‌های زیستی پوست (bioengineered living skin equivalents یا BeLSEs) سوق داد. این پانسمان‌های پیشرفته، لایه‌هایی از سلول‌های زنده مانند فیبروبلاست و کراتینوسیت را در ماتریکس‌هایی قرار می‌دهند که شبیه پوست طبیعی عمل می‌کند. هرچند نخستین محصول موفق (Apligraf) تاییدیه FDA را گرفت، اما هنوز درگیر مشکلاتی همچون هزینه بالا، نرخ پس‌زدگی و موفقیت پایین در برخی مطالعات بالینی نسبت به پانسمان‌های بدون سلول بود.
۳. چرا سلول بنیادی مزانشیمی (MSC)؟ نقش و مزایای پانسمان‌های MSC
سلول‌های بنیادی مزانشیمی دارای ویژگی‌های بی‌نظیری هستند از جمله توانایی تمایز، اثرات ایمونومدولاتوری، ترشح فاکتورهای رشد و بازسازی مستقیم پوست و بافت‌های همبند. این سلول‌ها علاوه بر نقش مستقیم در تشکیل سلول‌های جدید، به واسطه ترشح عوامل پاراکرین (فاکتورهای رشد، سایتوکاین‌ها و وزیکول‌های خارج سلولی)، التهاب را کنترل و محیط التهابی زخم را به سمت ترمیم و بازسازی هدایت می‌کنند. MSCها قادرند رگ‌زایی را تسهیل و ECM را بازسازی کنند و همچنین باعث افزایش ضخامت اپیدرم و تشکیل ضمائم پوستی (فولیکول مو، غدد عرق، … ) می‌شوند.
به عنوان مثال، تنظیم پاسخ ایمنی، القای رگ‌سازی، بازسازی ECM و تغییرات ماکروسکوپیک پوستی از اثرات MSCها هستند.
۴. انواع پلتفرم‌های پانسمان سلول‌پایه
۴.۱. داربست‌های متخلخل زیست‌پایه (Biopolymeric Porous Scaffolds — BPSs)
این داربست‌ها ارزان، سازگار با محیط زیست و دارای ساختار متخلخل با توان جذب آب بالا هستند و برای رشد و نگهداری سلول‌های بنیادی ایده‌آل‌اند. به عنوان مثال، BPS ترکیبی ژلاتین-کیتوسان-اسید هیالورونیک با سلول بنیادی مزانشیمی، در تست‌های حیوانی و انسانی منجر به احیا سریع‌تر و بدون نشانه پس‌زدگی شده است.
کلاژن، اسید هیالورونیک، پروتئین‌های گیاهی (مانند سویا)، و سایر پلیمرهای زیست‌پایه یا سنتتیک در ساخت این داربست‌ها به کار می‌روند. پژوهش‌ها بر اثربخشی آنها در احیای پوست و جذب سلول تأکید دارند. علاوه بر این، استفاده مشترک از سلول بنیادی با سلول‌های اندوتلیال و تحریک با اولتراسوند می‌تواند اثرات رگ‌زایی را فزونی بخشد.
۴.۲. مش‌های نانوالیاف الکتروریسی (Electrospun Nanofiber Meshes — ENMs)
مش‌های نانوالیاف با شبیه‌سازی ساختار ECM و امکان ایجاد داربست با جنس و اندازه فیبر دلخواه (به کمک الکتروریسی)، مزیت‌هایی چون سازگاری بالا، نفوذپذیری مناسب، و توان جذب بالا دارند. سلول‌های بنیادی مزانشیمی کشت داده‌شده روی این داربست‌ها توان بازسازی زخم، تقلید از ریزمحیط طبیعی و کنترل آزادسازی فاکتورها را افزایش می‌دهند.
۴.۳. هیدروژل‌های سلول‌بنیادی (MSC-laden Hydrogels)
هیدروژل‌ها محیط مرطوب و تقلیدگر ECM طبیعی را برای سلول‌ها فراهم می‌کنند، تزریق‌پذیر و قابل قالب‌گیری هستند و امکان کنترل تحویل سلول و فاکتورهای پنهان را دارند. برخی هیدروژل‌های زیستی با عوامل فعال (IFN-γ) لایسنس‌دهی سلول بنیادی را تقویت می‌کنند تا پاسخ ایمونومدولاتوری بهتری داشته باشند. کاربرد این هیدروژل‌ها در تحویل تدریجی سلول و فاکتور و مهار التهاب اثبات شده است.
۴.۴. پانسمان‌های چاپ زیستی سه‌بعدی (3D Bioprinted Dressings — MSC-Ds)
چاپ زیستی به امکان آرایش کنترل شده و سه‌بعدی سلول‌ها و داربست‌ها با تقسیم‌بندی دقیق لایه‌ها و حتی چاپ سلول‌های مختلف در محل دلخواه کمک می‌کند. امروزه استفاده از لیزر، اکستروژن و تکنولوژی جوهرافشان برای چاپ مشابه بافت پوست (همراه با رگ‌زایی و سلول‌های تخصصی) توسعه یافته است. مطالعه‌ها نشان می‌دهد این پانسمان‌ها، هم اپیتلیال‌سازی و هم رگ‌سازی را سرعت می‌بخشند.
در مرحله جدید، تولیدکنندگان روی چاپگرهای قابل حمل تمرکز کرده‌اند تا پانسمان‌های سلول‌بنیادی را در بالین یا حتی منزل بیمار در کوتاه‌ترین زمان بسازند. بدین‌ترتیب زمان انتظار و هزینه کاهش می‌یابد.
۵. نتایج و تجربیات بالینی (Clinical Trials)
تاکنون کارآزمایی‌های بالینی زیادی با استفاده از پانسمان‌های سلول‌بنیادی عمدتاً با منشا مغز استخوان، بافت چربی، بند ناف و جفت انجام شده است. جدول گردآوری‌شده نشان می‌دهد اکثر پانسمان‌ها و داربست‌های MSC-D توانسته‌اند در کاهش زمان ترمیم زخم، افزایش رگ‌سازی، تقویت اپیتلیال‌سازی و تشکیل بافت گرانول تأثیر مثبت بگذارند. با وجود تعداد بالای مطالعه‌های پیش‌بالینی، نمونه‌های بالینی هنوز نسبتاً اندک‌اند، اما نتایج آنها امیدوارکننده است.
۶. چالش‌های جاری، آینده و جمع‌بندی
مهم‌ترین موانع گسترش کاربرد پانسمان‌های سلولی در کلینیک شامل هزینه تولید و تجاری‌سازی بالا، پیچیدگی مسیرهای قانونی و عدم تکرارپذیری مطلوب برخی روش‌هاست. در سال‌های اخیر حرکت به سمت پلتفرم‌های چندسلولی (شامل فیبروبلاست، کراتینوسیت، ملانوسیت، سلول‌های اندوتلیال و MSC) و ساخت داربست‌های bioactive برای تقویت عملکرد درمانی شکل گرفته است. همچنین سازندگان به سمت هیدروژل‌های خودترمیم‌پذیر و قابل چاپ در محل پیش می‌روند تا کاربری و کارایی به حداکثر برسد.
از منظر مکانیزم عمل، دو رویکرد وجود دارد: ساختارهایی که فقط نقش secretome-delivery دارند و با ترشح فاکتورها ترمیم را تحریک می‌کنند، و داربست‌هایی که یکپارچگی و ادغام در بافت را هدف قرار می‌دهند و به بازیابی کامل عملکرد پوست کمک می‌کنند.
جهت پیاده‌سازی موثر این راهکارها در بالین، باید مطالعات بیشتری درباره بهترین زمان و شیوه جایگزینی پانسمان‌ها، هزینه-فایده، و تدوین پروتکل‌های نوین مقایسه‌ای با مراقبت استاندارد صورت گیرد.
در مجموع، اگرچه مسیر تجاری‌سازی و پذیرش گسترده این فن‌آوری‌ها دشوار و پرهزینه است، اما پیشرفت فناوری و وقوع نوآوری‌هایی همانند 3D Bioprinting و کامبیناسیون سلولی و داربست‌های هوشمند، امید به ورود نسل جدید پانسمان‌های سلولی موثر و مقرون‌به‌صرفه را به بازار درمان زخم‌های مزمن بیشتر کرده است.
دیدگاه خود را بنویسید