کاربردهای وزیکول های خارج سلولی (EVs) مشتق از سلولهای بنیادی مزانشیمی (MSCs) در ترمیم ضایعات استئوآرتریت زانو

بیماری دژنراتیو مفصل، به ویژه استیوآرتریت(OA)، یک بیماری جهانی است که با تخریب غضروف مفصلی و استخوان زیری مشخص می شود. براساس آمار حدود 250 میلیون نفر در جهان از نقص غضروف رنج می برند. تاکنون هیچ روش درمانی قطعی برای OA گزارش نشده است. سلول درمانی یکی از استراتژی های مناسب درمان ضایعات غضروفی است. با این حال، چالش های فعلی مانند نیاز به مقیاس زیاد سلول وجود دارد. به تازگی، رویکردهای بدون سلول ابزار جدیدتری برای درمان نقص غضروف هستند. به عنوان مثال، وزیکول های خارج سلولی(EVs) ترشح شده توسط سلول های مختلف، مسیول اثرات درمانی آن ها هستند. این EV به عنوان واسطه های درمانی مناسب، ابزار انتقال دارو یا نشانگرهای زیستی بیماری شناخته می شوند. بنابراین، به تازگی EVs به دلیل استحکام فیزیکوشیمیایی و زیست سازگاری بالا به عنوان ابزارهای قدرتمند درمان بدون سلول شناخته شده اند.

این مطالعه از نوع مروری است که خلاصه ای از مطالعات پیش بالینی و بالینی که از EV مشتق شده از منابع سلولی مختلف استفاده کرده اند، ارایه می دهد. در این مطالعات از حیوانات کوچک و بزرگ آزمایشگاهی با ایجاد ضایعه غضروفی تجربی در زانو استفاده شده است و اثربخشی EV در درمان این ضایعات را بررسی کردند. علاوه بر این در مطالعه حاضر، تکنیک های جداسازی EV که از چالش های کاربرد EV است، به طور خاص بررسی و معایب و مزایای آن ها بررسی شده است. هم چنین در این مطالعه نشان داده شد که EV جدا شده از هر سلول دارای ویژگی های منحصر به فردی مانند خواص ضد التهابی، تمایز و درمانی است. مطالعات اخیر پیش بالینی را که از EVs به عنوان یک حامل داروهایی مانند کوچک مولکول ها، microRNA ها و یا ریزفاکتورهای فعال زیستی استفاده کرده اند نیز در این مطالعه بررسی و نتایج آن ها به طور خلاصه ارایه شد. علاوه بر این، تکنیک های جداسازی EV و مشخصه یابی آن ها که از دیگر چالش های کاربرد EV است توضیح داده شد و چالش ها مورد بحث قرار گرفت.

EVs به سرعت به عنوان رویکردهای درمانی جدید برای درمان ضایعات غضروفی و OA در حال پیشرفت هستند. با وجود تلاش های فراوان در سلول درمانی و نتایج امیدوارکننده گزارش شده در مدل های متعدد بیماری، استفاده از سلول ها به ویژه سلول های اصلاح شده ژنتیکی محدودیت هایی در پزشکی احیاکننده دارد. شایان ذکر است که استفاده از EV مشتق شده از MSCs یا سلول های تراریخته هیچ آسیبی برای بدن انسان ندارد. در نتیجه، EV درمانی به عنوان یک رویکرد درمانی جدید معرفی شده است که خطرات احتمالی مشابهی با سلول درمانی ندارد. مطالعات بررسی شده نشان داد که EV جدا شده از منابع مختلف در بسیاری موارد از پیشرفت OA جلوگیری می کنند. هم چنین نتایج برخی دیگر از مطالعات حاکی از توانایی EVs در ترمیم غضروف آسیب دیده است. بسیاری از مطالعات نشان دادند که در ضایعات با اندازه بحرانی غضروف، استفاده از EVs نیاز به داربست دارد. چندین مطالعه نشان دادند که زمان انتشار EV و دوز مورد نیاز EV براساس اندازه ضایعه در ترمیم و بازسازی غضروف مفصلی نقش موثری دارد.

با وجود نتایج امیدوارکننده استفاده از EV در مطالعات مذکور، به نظر می رسد که چالش های EV درمانی نیاز به ارزیابی بیشتری دارد. به عنوان مثال، بازسازی یک ضایعه با سایز بحرانی نیاز به استفاده از داربست های مناسب در شرایط دینامیک برای حمل EV دارد. بنابراین، سوالات اساسی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از: چگونه می توان از EVs به عنوان یک نانوذره به جای سلول های بنیادی در ترکیب با روش های مهندسی بافت استفاده کرد؟ خواص بیولوژیکی EV چیست؟ چه دوزی از EV برای اندازه های مختلف ضایعات غضروفی نیاز است و چگونه EVs در ضایعات پایدار هستند؟ در نهایت نقش EVs در هموستاز و پاتوژنز اتصالات چیست؟