به نقل از «باشگاه خبرنگاران»

بهبود نقایص استخوانی با روش ترکیبی جدید

تاریخ انتشار: ۳۰ بهمن ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۱۴۲۵۳۳

استخوان ظرفیت شگفت‌انگیزی برای بازسازی دارد؛ پس از شکستگی، بدون ایجاد اثری در افراد سالم ترمیم می‌شود اما در افراد مسن، یا برای افراد مبتلا به بیماری‌هایی مانند دیابت، حدود ۱۰ درصد از شکستگی‌های استخوان بلند به خوبی بهبود نمی‌یابند و برای بهبود کامل به عوامل رشد یا موادی برای کمک به تحریک بازسازی بافت‌های خاص نیاز دارند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

ایوو کالازیچ، پروفسور علوم ترمیمی و سانجا نواک، مدرس پژوهشی در مرکز پزشکی احیا کننده و رشد اسکلتی در دانشگاه کانکتیکات آمریکا اظهار کردند: دو فاکتور رشد یعنی پروتئین مورفوژنتیک استخوان ۲ (BMP۲) و فاکتور رشد مشتق از پلاکت (PDGF)، در حال حاضر توسط سازمان غذا و داروی آمریکا برای کمک به بهبود استخوان تایید شده‌اند اما ترکیب آنها ممکن است اثرشان را کمتر کند.

این تحقیق، اثرات استئوآنابولیک یا استخوان‌سازی فاکتور رشد مشتق از پلاکت و پروتئین مورفوژنتیک استخوان ۲ را در صورت استفاده با هم ارزیابی کرد.

پروتئین‌های مورفوژنیک استخوان تنظیم‌کننده‌های مهم بازسازی استخوان هستند، در حالی که فاکتورهای رشد مشتق از پلاکت به تنظیم رشد و تقسیم سلولی کمک می‌کنند. پروتئین مورفوژنتیک استخوان ۲ به تنهایی به افزایش توده استخوانی و بهبودی کمک می‌کند اما پس از ارزیابی موش‌های تحت درمان با فاکتور رشد مشتق از پلاکت و پروتئین مورفوژنتیک استخوان ۲، محققان دریافتند فاکتور رشد مشتق از پلاکت، رشد استخوان ناشی از پروتئین مورفوژنتیک استخوان ۲ را مهار می‌کند.

کلاازیچ گفت: این یک تحقیق بالینی مناسب است زیرا پروتئین مورفوژنتیک استخوان ۲، یک استخوان‌ساز است که به‌طور گسترده در عمل بالینی استفاده می‌شود و مطالعات بیشتری برای درک چگونگی بهبود اثرات آن و کاهش دوز درمانی برای دستیابی به همان اثر ترمیم استخوان یا قوی‌تر مورد نیاز است.

برای ارزیابی تاثیر هر دو فاکتور رشد در صورت ترکیب، محققان از چندین موش اصلاح شده ژنتیکی و از روش‌های میکروجراحی برای ایجاد شکستگی‌های استخوانی و نقایص استخوانی «اندازه بحرانی» یا نقص‌هایی که ۲۰ درصد طول استخوان هستند، استفاده کردند.

در تنظیم تشکیل استخوان ناشی از پروتئین مورفوژنتیک استخوان ۲ هنگام قرارگیری در نقص استخوان، کشف کردند.

درمان ترکیبی نقایص با اندازه بحرانی در اوایل فرآیند بهبود، تعداد سلول‌های استخوان‌ساز را کاهش داد و گسترش سلول‌های بنیادی یا پیش‌ساز را محدود کرد و در نتیجه ۹ هفته پس از نقص، استخوان‌سازی کمتری داشت. با این حال، مهار علامت‌دهی فاکتور رشد مشتق از پلاکت در اوایل فرآیند بهبودی منجر به بهبود استخوان‌زایی ناشی از پروتئین مورفوژنتیک استخوان ۲ نشد که نشان می‌دهد فاکتور رشد مشتق از پلاکت برای فرآیند بهبودی مورد نیاز است.

این تحقیق نشان می‌دهد که دو عامل سازنده استخوان، وقتی با هم ترکیب شوند، در واقع می‌توانند رشد استخوان را کاهش دهند. داده‌ها نشان می‌دهد که زمانبندی و مکان تا چه اندازه برای اثربخشی فاکتور رشد استخوان و بهبود مناسب اهمیت دارد.

محققان بیان کردند: در حالی که پروتئین مورفوژنتیک استخوان ۲ اغلب به‌صورت بالینی استفاده می‌شود، یافته‌های این تحقیق نشان می‌دهد که مطالعات آینده مورد نیاز است و مکانیسم‌های دیگری علاوه بر تعامل بین علامت‌دهی فاکتور رشد مشتق از پلاکت و پروتئین مورفوژنتیک استخوان برای کمک به القای بازسازی استخوان و کاهش عوارض جانبی قابل توجه در بیماران، لازم است.

منبع:مدیکال اکسپرس

باشگاه خبرنگاران جوان علمی پزشکی بهداشت و درمان

منبع: باشگاه خبرنگاران

کلیدواژه: بیماران پروتئین نشان می دهد

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.yjc.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «باشگاه خبرنگاران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۱۴۲۵۳۳ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

(ویدئو) ثبت رقص و حرکات پروتئین-لیپید برای اولین بار

بدن ما با فعالیت زنده است و مملو از پروتئین‌هایی است که در غشا‌های چربی گیر کرده‌اند یا داخل و خارج از سلول‌های آبکی شناور هستند. اکنون دانشمندان برای اولین بار رقص این دو را به تصویر کشیده‌اند: یک تانگوی مایع حاوی پروتئین‌ها و چربی‌هایی که به‌طور معمول در سلول‌ها حرکت می‌کنند.

به گزارش دیجیاتو، «کیان چن»، دانشمند و مهندس مواد در دانشگاه ایلینویز (UIUC) می‌گوید: «ما فراتر از گرفتن عکس‌های فوری، که ساختار را نشان می‌دهند، اما دینامیک ندارند، پیش می‌رویم تا به‌طور مداوم مولکول‌ها را در آب، یعنی وضعیت اصلی آن‌ها ثبت کنیم. ما واقعاً می‌توانیم ببینیم که چگونه پروتئین‌ها پیکربندی خود را تغییر می‌دهند. یا در این مورد مشاهده کنیم که چگونه کل ساختار خودآرایی شده پروتئین-لیپید در طول زمان نوسان می‌کند.»

روش تصویربرداری

این تیم با بهینه‌سازی یک تکنیک تصویربرداری پرکاربرد به نام «میکروسکوپ الکترونی عبوری»، رقص پر جنب و جوش «نانودیسک» پروتئین غشایی را در مایع به تصویر کشیدند. این نانودیسک‌ها از پروتئین‌هایی تشکیل شده‌اند که در یک دولایه لیپیدی قرار گرفته‌اند که شبیه غشای سلولی است.

این تیم روش خود را «فیلم‌برداری الکترونی» نامیده‌اند و داده‌های ویدیویی را با با مدل‌های رایانه‌ای که درمورد نحوه حرکت مولکول‌ها بر اساس قوانین فیزیک بود، مقایسه و تایید کرده‌اند.

تصور می‌شد که حرکت پروتئین‌های متصل به غشاء، با توجه به گونه‌ای که لیپید‌ها آن‌ها را در جای خود نگه می‌دارند، نسبتاً محدود باشد. با این‌حال، برهم‌کنش‌های بین پروتئین‌ها و لیپید‌ها در فواصل بسیار بزرگ‌تر از آنچه قبلا تصور می‌شد، مشاهده شد.

پروتئین‌های غشایی سلول، حسگر‌ها و گیرنده‌های سیگنال هستند؛ بنابراین این تکنیک می‌تواند به پیشرفت‌های عظیمی در درک ما از نحوه عملکرد آن‌ها منجر شود.

با تکنیک‌های موجود، پروتئین‌ها معمولاً به‌سرعت منجمد یا متبلور می‌شوند، بنابراین حرکت نمی‌کنند و تصویر را مات می‌کنند. یا توسط پرتو ایکس و پرتو الکترون که برای تصویربرداری استفاده می‌شود، آسیب می‌بینند. اما این روش یک تصویر بی‌جان از یک پروتئین ساکن ارائه می‌کند که معمولاً تا و خم می‌شود و دانشمندان را قادر می‌سازد تا بر اساس ساختارش استنباط کنند که چگونه با مولکول‌های دیگر تعامل می‌کند.

برخی از تکنیک‌های تصویربرداری، از یک برچسب مولکولی فلورسنت برای ردیابی مولکول‌ها در حین حرکت، به جای تماشای مستقیم پروتئین استفاده می‌کنند.

در این مورد، محققان یک قطره آب را در داخل دو ورقه نازک گرافن حبس کردند تا از خلاء میکروسکوپ الکترونی محافظت کنند. در این قطره آب، نانودیسک‌هایی از پروتئین‌ها و لیپید‌های بدون برچسب وجود داشت که تیم توانست «رقصیدن مولکول‌ها» را مشاهده کند.

مشاهده رقص مولکول‌ها کد ویدیو دانلود فیلم اصلی

دانشمندان علم مواد حداقل یک دهه تلاش کرده‌اند تا از فعالیت مولکول‌های بیولوژیکی در مایعات فیلم‌برداری کنند. اما نتوانستند به وضوح، دینامیک پروتئین پیوسته را مشاهده کنند.

با برخی تغییرات دقیق در رویکرد، چن و همکارانش مجموعه پروتئین-لیپیدی خود را برای چند دقیقه، نه چند میکروثانیه، تصویر کردند. نکته مهم این است که آن‌ها سرعت نفوذ الکترون‌ها به نمونه را کاهش دادند و روی داربست گرافن کار کردند تا با موفقیت از مجموعه پروتئین-لیپیدی فیلم‌برداری کنند.

«جان اسمیت»، دانشجوی فارغ التحصیل مهندسی مواد UIUC، نویسنده اول مقاله، می‌گوید: «درحال حاضر، این واقعاً تنها راه آزمایشی برای فیلمبرداری از این نوع حرکت در طول زمان است. زندگی در مایع، در حرکت است. ما در تلاش هستیم تا به بهترین جزئیات این ارتباط از روشی تجربی دست یابیم.»

در مورد سایر تلاش‌ها، تکنیک‌های تصویربرداری بهبودیافته، جزئیات باورنکردنی را درمورد انواع اتفاقات میکروسکوپی آشکار می‌کنند. از تماشای نحوه شکل‌گیری پوشش بیرونی ویروس گرفته تا گیراندازی پروتئین‌هایی که به صورت توده در بیماری‌هایی مانند آلزایمر متلاشی می‌شوند.

اکنون هوش مصنوعی را به این ترکیب اضافه کنید تا شکل سه بعدی هر پروتئین شناخته شده برای علم را پیش‌بینی کنید. به‌نظر می‌رسد که دوره جدیدی از تحقیقات بیولوژیکی آغاز شده است.

این تحقیق در Science Advances منتشر شد.