استفاده از فولیکول مو در پزشکی بازساختی

محققان در تحقیقات خود اعلام کرده‌اند که بدن انسان از انواع مختلفی از بافت‌ها تشکیل شده است که هر کدام دارای سلول‌های تخصصی خود هستند. علاوه بر این، سلول‌های بنیادی بالغ که در نقاط مختلف بدن وجود دارند، نقش مهمی در نوسازی و ترمیم بافت‌ها ایفا می‌کنند. این سلول‌ها، به ویژه در مناطقی مانند مغز استخوان و دستگاه گوارش که تغییرات زیادی را تحمل می‌کنند، بسیار فعال هستند.

با اینکه سلول‌های بنیادی بالغ معمولاً فقط در لایه جنینی خود تمایز می‌یابند، برخی از آنها از مزودرم جنین مشتق می‌شوند و شامل سلول‌های بنیادی مزانشیمی از مغز استخوان، بافت چربی، جفت، بند ناف و پالپ دندان هستند

سلول های بنیادی جنینی دارای پتانسیل بالایی برای کاربردهای بالینی هستند، اما با چالش‌هایی مانند نیاز به دست‌ورزی ژنتیکی و خطر تومورزایی مواجه هستند..

این سلول‌های بنیادی به دلیل توانایی تجدید و تمایز خود، به عنوان کاندیداهای اصلی برای کاربردهای درمانی در سرطان و پزشکی ترمیمی مطرح شده‌اند. در حال حاضر، پیوند سلول‌های بنیادی خونساز به عنوان یک روش درمانی برای سرطان مورد استفاده قرار می‌گیرد و تحقیقات در زمینه استفاده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی برای بازسازی بافت‌ها همچنان ادامه دارد.

همچنین، توجه به منابع دیگر سلول‌های بنیادی مانند بافت چربی و فولیکول مو که به راحتی قابل دسترسی هستند، در حال افزایش است. این منابع ممکن است فرصت‌های جدیدی را برای درمان‌های سلولی فراهم کنند.

آناتومی فولیکول مو

فولیکول مو یک مینی‌ارگان پیچیده است که از طریق تعاملات هماهنگ بین اکتودرم و مزودرم توسعه می‌یابد. این فولیکول یک فرآیند چرخه‌ای شامل رشد پسرفت و استراحت را طی می‌کند. فولیکول مو از یک بخش مرکزی مو تشکیل شده که شامل سه لایه هم‌مرکز: مدولا، کورتکس و کوتیکول است. لایه‌های اپیتلیالی اطراف شفت مو شامل غلاف خارجی ریشه، غلاف داخلی ریشه و لایه همراه می‌شود. غلاف خارجی ریشه دارای منطقه‌ای به نام برآمدگی است که سلول‌های بنیادی فولیکول مو (HFSCs) را در خود جای داده است.

فولیکول مو به سه بخش تقسیم می‌شود: انفوندیبولوم، ایستموس و فولیکول پایین. انفوندیبولوم بخش بالایی است که حاوی سلول‌های بنیادی است که قادر به بازسازی این منطقه هستند. ایستموس بخش میانی است و برآمدگی در آن قرار دارد که سلول‌های بنیادی را در خود دارد که می‌توانند به خط‌های مختلف فولیکول مو تمایز یابند. نشانگرهایی مانند Lgr5، CD34 و کراتین ۱۵ در این سلول‌های بنیادی شناسایی شده‌اند. فولیکول پایین از برآمدگی تا پایه فولیکول امتداد دارد و شامل جوانه مو و پاپیلای درمی (DP) است که نقش حیاتی در رشد و بازسازی مو ایفا می‌کند.

پاپیلای درمی از سلول‌های مزودرم مشتق شده و در طول بازسازی مو نقش سیگنال‌دهی مهمی دارد، در حالی که غلاف درمی سطح خارجی فولیکول را پوشش می‌دهد و شباهت‌هایی در بیان ژنی با سلول‌های پاپیلای درمی دارد. حضور انواع سلول‌های بنیادی، از جمله سلول‌های بیان کننده نستین، نشان می‌دهد که فولیکول مو پتانسیل‌هایی فراتر از تولید مو داشته و ممکن است به بافت‌های غیر اپیتلیالی نیز کمک کند.

سلول های بنیادی فولیکول مو (HFSCs)

از زمان کشف سلول های بنیادی در ناحیه برجستگی فولیکول‌های مو در اوایل دهه ۱۹۹۰، مورد توجه تحقیقاتی قرار گرفته‌اند. این سلول‌ها با بهره‌وری بالای تشکیل کلونی و طبیعت چرخه‌ای آهسته خود شناخته می‌شوند. نشانگرهای کلیدی برای شناسایی این سلول‌ها شامل کراتین ۱۵ (Kr15) و کراتین ۱۹ (Kr19) هستند. تعاملات بین HFSCs و سلول‌های بنیادی ملانوسیت که همچنین در ناحیه برجستگی قرار دارند، برای رنگدانه‌سازی مو مهم است و از طریق مسیرهای سیگنالینگ مانند فاکتور رشد ترانسفورمینگ بتا (TGF-β) میانجی‌گری می‌شود.

تحقیقات نشان داده است که HFSCs مثبت برای Kr15 چندتوان هستند و قادر به تولید انواع مختلف سلول‌های اپیتلیال از جمله سلول‌های موجود در فولیکول‌های مو، غدد سباسه و اپیدرم هستند. این سلول‌ها β1 اینتگرین و CD34 را بیان می‌کنند، که یک نشانگر نیز در سلول‌های بنیادی خونساز یافت می‌شود، و این ویژگی‌ها نشان‌دهنده خصوصیات سلول‌های بنیادی آن‌ها است. پروفایل بیان ژن آن‌ها مشابه سلول‌های بنیادی از ارگان‌های دیگر مانند سلول‌های بنیادی خونساز، عصبی و جنینی است.

مطالعات نشان داده‌اند که HFSCs می‌توانند به انواع مختلفی از سلول‌ها از جمله نورون‌ها، سلول‌های گلیال و ملانوسیت‌ها تمایز یابند. این توانایی چندگانه نشان می‌دهد که HFSCs می‌توانند منبع ارزشمندی برای مهندسی بافت و پزشکی ترمیمی باشند. با این حال، موقعیت و ویژگی‌های دقیق HFSCs در انسان ممکن است با مدل‌های موش متفاوت باشد. برای مثال، در انسان‌ها، CD200 در سلول‌های برجستگی به طور قابل توجهی بیان می‌شود، در حالی که سطوح CD34 پایین است و سلول‌های بنیادی همچنین در فولیکول‌های موی پایین‌تر و غلاف ریشه خارجی شناسایی شده‌اند.

HFSCs انسانی در کشت نشان داده‌اند که ظرفیت تکثیر و پتانسیل تمایز بالایی دارند و می‌توانند برای مدت طولانی بدون پیری نگهداری شوند. این سلول‌ها قادر به تمایز به lineageهای میوژنیک، استئوژنیک، آدیپوژنیک و کاندروژنیک هستند. پیشرفت‌های اخیر شامل حفظ موفقیت‌آمیز فولیکول‌های موی انسانی در حالت انجماد و توانایی برنامه‌ریزی مجدد کراتینوسیت‌های مشتق از فولیکول مو به سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) با کارآیی بالا است.

در مجموع، فولیکول‌های مو حاوی جمعیت‌های متعدد سلول‌های بنیادی با توانایی‌های تمایز گسترده هستند که آن‌ها را به منبع امیدوارکننده‌ای برای درمان‌های سلولی خودی و کاربردهای مهندسی بافت تبدیل می‌کند.

سلول‌های بنیادی فولیکول مو (HFSCs) به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده برای منابع سنتی سلول‌های بنیادی مانند سلول‌های بنیادی مشتق از مغز استخوان، سلول‌های بنیادی جنینی و سلول‌های بنیادی جنینی در حال ظهور هستند. HFSCها مزایای زیادی از جمله دسترسی آسان، آسیب حداقلی به بافت، عدم وجود نگرانی‌های اخلاقی و نرخ بالای تکثیر را ارائه می‌دهند. این سلول‌ها می‌توانند به تعداد زیادی از یک فولیکول مو برداشت شوند و پتانسیل تمایز وسیعی به لایه‌های مختلف سلولی دارند.

مطالعات نشان داده‌اند که HFSCها می‌توانند با استفاده از روش‌هایی مانند میکرو دیسکسیون، هضم آنزیمی و جداسازی با استفاده از روش فلورسانس-فعال شده استخراج شوند. حفظ عملکرد آنها نیازمند یک محیط کشت مناسب است. پیشرفت‌های اخیر شامل استفاده از سیستم‌های کشت سه‌بعدی (3D)، ماتریس‌های نانوفیبر و سایر بسترهایی است که نیش مشابه فولیکول مو را برای بهبود رشد و تمایز HFSCها شبیه‌سازی می‌کنند.

تحقیقات نشان داده است که HFSCها می‌توانند به خطوط سلولی عصبی تمایز یابند و ویژگی‌های خاصی مانند ویژگی‌های ملانوتیک در ملانوسیت‌ها را حفظ کنند. در حالی که در ابتدا برای رشد مو مطالعه شده‌اند، اکنون HFSCها برای پتانسیل آنها در تجدید بافت‌های پوست، استخوان، بافت‌های قلبی-عروقی و اعصاب در حال بررسی هستند که نشان‌دهنده کاربرد گسترده‌تر آنها در مهندسی بافت است.

پیشرفت‌های جدید در درمان بیماری‌های قلبی و عروقی با استفاده از سلول‌های بنیادی فولیکول مو

تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که سلول‌های بنیادی فولیکول موی انسان (HFSCs) می‌توانند به طور موثری به سلول‌های عضلانی قلبی، اندوتلیالی و عضلانی صاف تمایز یابند، که می‌تواند انقلابی در درمان بیماری‌های قلبی و عروقی به همراه داشته باشد.

مطالعات نشان داده‌اند که HFSCs، به ویژه آن‌هایی که از بخش بالای فولیکول مو گرفته شده‌اند، به طور مؤثری به سلول‌های عضلانی صاف قلبی تمایز می‌یابند. این تمایز با استفاده از ترکیباتی مانند Activin A و BMP4 تسهیل شده و توانایی ضربان‌دار بودن برای بیش از 3 ماه را نشان می‌دهد. علاوه بر این، تحقیقاتی نشان داده است که شرایط کشت هیپوکسی می‌تواند کارایی این فرآیند را بهبود بخشد.

تحقیقات در حال بررسی روش‌های مختلف برای بهبود تمایز HFSCs و کاهش تولید سلول‌های غیرهدف هستند. به عنوان مثال، مطالعه‌ای نشان داده که استفاده از رسانه‌های تمایز خاص و شرایط کشت بهینه می‌تواند تولید سلول‌های عضلانی قلبی خالص‌تر را امکان‌پذیر کند.

در زمینه مهندسی بافت‌های عروقی، HFSCs به دلیل توانایی در تولید سلول‌های عضلانی صاف و اندوتلیالی برای پیوندهای عروقی با قطر بزرگ مورد توجه قرار گرفته‌اند. این سلول‌ها می‌توانند با استفاده از ماتریس‌های بیولوژیکی مانند فیبرین و کلاژن، به ساخت ساختارهای عروقی با ویژگی‌های مکانیکی و بیولوژیکی مطلوب کمک کنند.

پژوهش‌ها همچنین به بررسی قابلیت HFSCs برای درمان بیماری‌های ایسکمیک پرداخته‌اند و نتایج مثبت پیوند این سلول‌ها به مدل‌های حیوانی نشان داده است که می‌توانند به ترویج عروق‌سازی و بازسازی بافت‌های آسیب‌دیده کمک کنند.

این پیشرفت‌ها نویدبخش آینده‌ای بهتر برای درمان بیماری‌های قلبی و عروقی با استفاده از سلول‌های بنیادی هستند و می‌توانند بهبودهای قابل توجهی در کیفیت زندگی بیماران به همراه داشته باشند.

گردآورنده : منا ابن التراب 

Reference:

Peterson A, Nair LS. Hair Follicle Stem Cells for Tissue Regeneration. Tissue Eng Part B Rev. 2022 Aug;28(4):695-706. doi: 10.1089/ten.TEB.2021.0098. Epub 2021 Oct 18. PMID: 34238037; PMCID: PMC9419938.