ترکیب هیدروژل و اگزوزم به کمک زخم‌های دیابتی می‌آیند

محققان در حال بررسی راه‌های نوآورانه برای افزایش پتانسیل درمانی اگزوزوم‌ها برای زخم‌های دیابتی هستند که یکی از این روش‌ها، ترکیب آنها با هیدروژل‌ها است.

به گزارش ایسنا، دیابت بیماری رایجی است که تقریباً ۱۳ درصد از بزرگسالان آمریکایی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این بیماری اغلب با عوارضی مانند اختلال در بهبود زخم همراه است. اگر کنترل نشود، می‌تواند منجر به پیامدهای شدید، از جمله نیاز به قطع عضو شود. 

چالش یافتن درمان‌های مؤثر برای زخم‌های دیابتی به طور فزاینده‌ای ضروری شده است. چنین زخم‌هایی با التهاب طولانی مدت، کمبود اکسیژن و اختلال در تشکیل رگ‌های خونی مشخص می‌شوند که همگی به تاخیر در بهبودی کمک می‌کنند. به تازگی اگزوزوم‌ها به عنوان یک راه حل احتمالی مورد بررسی قرار گرفته است. محققان شروع به کاوش اگزوزوم‌ها، وزیکول‌های کوچک متصل به غشاء، به‌عنوان ابزارهای امیدوارکننده برای بهبودی زخم‌های دیابتی کرده‌اند. این نانووزیکول‌ها مواد بیولوژیکی مختلفی مانند اسیدهای نوکلئیک، پروتئین‌ها و لیپیدها را حمل می‌کنند که به آنها اجازه می‌دهد ارتباطات بین‌سلولی را برقرار کنند و بر فرآیندهایی مانند ترمیم بافت تأثیر بگذارند.

به طور ویژه، اگزوزوم‌های مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs)، از جمله سلول‌های بافت چربی، پتانسیل قابل‌توجهی در ترویج بهبود زخم در مدل‌های حیوانی نشان داده‌اند. به نظر می‌رسد اثرات درمانی آنها از توانایی آنها در کاهش التهاب و ایجاد محیطی مناسب برای درمان با افزایش تشکیل رگ‌های خونی و تشویق فعالیت سلول‌هایی مانند فیبروبلاست‌ها و سلول‌های اندوتلیال که برای ترمیم بافت ضروری هستند، ناشی می‌شود.

یکی از مزیت‌های اصلی اگزوزوم‌ها توانایی آنها در دور زدن برخی از خطرات مرتبط با درمان‌های سنتی سلول‌های بنیادی مانند رشد کنترل‌نشده سلول یا پس زدن سیستم ایمنی است. با این حال، علیرغم پتانسیل بالا، اگزوزوم‌ها معمولاً نیاز به تجویز مکرر، چه از طریق تزریق زیر پوستی یا داخل وریدی، دارند که چالشی برای مدیریت طولانی مدت زخم است.

محققان در حال بررسی راه‌های نوآورانه برای افزایش پتانسیل درمانی اگزوزوم‌ها بوده‌اند که یکی از این روش‌ها، ترکیب آنها با هیدروژل‌ها است. هیدروژل‌ها که از شبکه‌هایی از پلیمرهای متقاطع تشکیل شده‌اند، می‌توانند اگزوزوم‌ها را در ساختار خود محصور کنند. این کپسوله‌سازی، آزادسازی پایدارتر و موضعی‌تر اگزوزوم‌ها را مستقیم در محل زخم، بدون نیاز به تزریق‌های تهاجمی امکان‌پذیر می‌کند.

هیدروژل‌ها به دلیل زیست‌سازگاری و توانایی آبرسانی به زخم‌ها شناخته شده‌اند و به تنهایی به عنوان پانسمان زخم مفید هستند. هنگامی که با اگزوزوم‌ها ترکیب می‌شوند، اثربخشی درمانی آنها به ویژه برای زخم‌های دیابتی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.

مطالعات اخیر نشان داده‌اند که ترکیبات هیدروژل-اگزوزوم به طور مداوم منجر به بسته شدن سریع‌تر زخم نسبت به هیدروژل‌ها یا اگزوزوم‌ها به تنهایی می‌شود. این سیستم‌های هیدروژل مبتنی بر پروتئین نیستند، اما پیشرفت‌های اخیر در فناوری هیدروژل مبتنی بر پروتئین، فرصت‌های جدیدی را برای بهبود زخم باز کرده است.

Montclare یک هیدروژل مبتنی بر پروتئین به نام Q ساخته شده است که در دماهای پایین از طریق فرآیندی به نام ژل کردن محلول بحرانی دمای بالا (UCST) ژل را تشکیل می‌دهد. این هیدروژل مبتنی بر پروتئین به صورت خودآرایی به نانوالیاف تبدیل می‌شود و شبکه‌ای متقاطع فیزیکی را تشکیل می‌دهد که استحکام مکانیکی را فراهم می‌کند.

برای پیشبرد بیشتر این رویکرد، آنها نوعی از هیدروژل Q را با نام Q۵ طراحی کردند که از روش‌های انتخاب خودکار برای بهینه‌سازی پایدار استفاده می‌کرد. آنها اگزوزوم‌ها را در Q۵ محصور کردند تا یک سیستم هیدروژل-اگزوزوم جدید به نام Q۵Exo ایجاد کنند. این سیستم یک پانسمان موضعی و غیر تهاجمی زخم ارائه می‌کند که نویدبخش درمان زخم‌های دیابتی مؤثرتر از روش‌های سنتی است که به تزریق متکی هستند.

با ادامه این تحقیقات، چنین هیدروژل‌هایی می‌توانند راه را برای نسل جدیدی از پانسمان‌های زیست‌سازگار و کارآمد زخم که از قدرت درمانی اگزوزوم‌ها استفاده می‌کنند، هموار کنند.

نتایج این یافته‌ها در مجله ACS Applied Bio Materials منتشر شده است.