مهندسي بافت كبد

1. مهندسي بافت كبد دانشگاه آزاد اسلامی واحد فلاورجان تحقيق مربوط به واحد درسی بيوتكنولوژی استاد:كيوان بهشتی مآل دانشجو: نگين آداودی جلفايی آذر ماه 1388

2. كبد پالايشگاه بدن كبد يكي از بزرگترين و پيچيده ترين اعضاي بدن است كه انجام بسياري از اعمال متابوليكي بدن نظير ساختار پروتئين و دفع مواد زايد از خون را بر عهده دارد .سلول هاي كبدی به طور مداوم پروتئين ها را ساخته و در خون ترشح می كنند. همچنين سلول هاي كبدي مي توانند موادمختلفي مانند ويتامين ها و تري گليسيريد ها رانيز درخود ذخيره كنند.سلول هاي كبدي از طريق آنزيم هاي شبكه آندوپلاسمي، موادی مانند الكلها را غير فعال می كنند و نقش بسيار مهمی در سم زدايي از بدن دارند.

3. علی رغم اين كه سلول های كبدی دارای عمرِ طولانی هستند، قدرت ترميم شگفت انگيزی نيز دارند. وجود 10- 20 % از كل كبد براي ادامه حيات اين عضو كافی است. اين در حالی است كه با خارج كردن اين عضو از بدن فرد پس از 24 ساعت دچار مرگ می شود. چرا كه كبد انجام تعداد زيادی از اعمال متابوليكی ضروری بدن را بر عهده دارد. و هر نوع ماده غذايي پيش از ذخيره شدن، انتقال يا استفاده، بايد توسط كبد به شكل صحيح بيوشيميايي خود تغيير پيدا كند.

4. روش های درمان بيماری های كبدی با توجه به عملكرد بافت كبد روشهای مختلفی برای درمان بيماری های كبدی به وجود آمده است : 1. پيوند ارتوتوپيك كبد:كه هم اكنون به عنوان روشی موفق برای مراحل پايانی بيماری كبد استفاده می شود. اما كمبود اهداكننده عضو، تكنيكهای پيچيده ، هزينه ی بالا و استفاده از دارو هايي كه قدرت سيستم ايمنی را كاهش می دهد از جمله مشكلات اين روش است.

5. 2. ژن درمانی:برای معالجه ی اختلالات ذاتی ناشی از نقص ژنی است . 3. كبد های مصنوعی:كه البته موقتی هستند تا زمانی كه يك دهنده ی كبد پيدا شود. 4. پيوند هپاتوسيت ها :در اين پيوندمی توانيم از هپاتوسيت های يك دهنده برای چندين گيرنده استفاده كنيم.نتيجه اينكه ريسك كمتر و قيمت پايين تری در مقايسه با روش جراحي دارد. و چون معمولا سلول ها مربوط به خود شخص است در نتيجه نياز به دارويي كه قدرت سيستم ايمنی را كاهش دهد از بين می رود .

6. با اين حال استفاده از اين روش محدود شده است زيرا فقط يك شماری از سلول ها می توانند پيوند داده شوند و اين سلول ها هم قادر نيستند برای مدت طولانی عملكرد های اختصاصی كبد را انجام دهند . 5. مهندسي بافت:شاملچندين مرحله است:1. هپاتوسيتها بهداخل داربست های پلی مری كشت داده می شوند. 2. پس از كاشت، ساختار پلِ مری سلول پرورش و برای چندين زمان متغير قبل از پيوند در محيط بدن،پرورش داده می شود.

8. 3. توام با پيوند ،تحريكات هپاتوتروفيك رخ می دهد.4.سلول های پيوند داده شده در چندين زمان از لحاظ هيستولوگرافی آناليز می شوند.

9. مهندسی بافت ماتريكس در مهندسی بافت ابتدا يك ماده متخلخل به عنوان ماتريكس خارج سلولي براي رشد سلولها تهيه شده و سپس عامل رشد برروي آن قرار مي گيرد.پس از رشد مناسب سلول ها ،داربست از محيط آزمايشگاه به درون بدن موجودزنده منتقل می شود.به تدريج رگ ها به داربست نفوذ كرده تا بتوانند سلول ها را تغذيه نمايند.اين ماتريكس به تنها سطحی را برای چسبندگی سلول ها فراهم می كند بلكه فضايی است كه هپاتوسيت ها را برای بيان ژن و عملكرد اختصاصِی كبد آماده می كند.ساختار تخلخل پذير داربست ،نفوذ اكسيژن و مواد غذايی و خروج موادزائداز سلول های پيوندی را ممكن می سازد.پلي مرهای مورد استفاده متنوع هستند ومی توانندتخريب پذير(پلی گليكوليك اسيد،پلی ال لاكتيك اسيد)و غير تخريب پذير(اسفنج پلی وينيل الكل)باشند.

10. سلول های هپاتوسيت برای كشت دادن درمحيط هاي آزمايشگاهی تنوع هپاتوسيت ها اشكال ايجاد میكند زيرا به خوبی تكثير نمی شوندو كارايی آن ها سريعا ازبين می رود درنتيجه به تازگی عموما سلول های خالص شده برداشت می شوند.در سانتريفوژ با سرعت پايين هپاتوسيت هاي پارانشيمی ازسلول های غيرپارانشيمی جداشده واين چنين يك سوسپانسيون سلولی برای كاشت آماده میشود.اخيرا گزارشات بيشماری ازوجودتكثيربالای سلول های هپاتوسيت هادركبدrat دارد.چونكه اين هپاتوسيت ها كوچكترازآن هايی هستند كه درسلول های پارانشيمی هستند بنابراين آن ها را هپاتوسيت هاي كوچك گويند(SHCs).استفاده اين نوع ازسلول ها احتمالا ازلحاظ تكثير و پيوند بهتراز هپاتوسيت های بالغ است.

11. اين به خوبی شناخته شده است كه هپاتوسيت ها با هم تفاوت دارند درمدتي كه آ ن ها در بدن ترميم می شوند دريك لايه كشت رشد نمی كنند وهم چنين عملكرد شان با هم متفاوت است.در نتيجه چندين روش براي بهبود وغلبه براين مشكلات گزارش شده است كه شامل اضافه كردن تركيبات ماتريكس های خارج سلولی متنوع ،فاكتورهاي قابل حل اختصاصی(دي متيل 1سولفكسيد،نيكوتين آميد يا فنوباربيتال)،ومحيط كشت با انواع ديگرسلول هاست.تحقيقات نشان داده است كه براي نگه داشتن عملكرد اختصاصی سلول های كبد،هپاتوسيت ها در محيط كشت بايد در ارتباط با ماتريكس يا سلول های همو يا هتو نگه دار‍ی شوند.

12. انتقال سلول كاشته شده به داربست پليمر روش های مختلفی براي كاشت سلول ها استفاده شده كه دوتا از مهمترين آن ها عبارتند از بذر كاري به روش استاتيكوديناميك.درروش استاتيك ازيك پيپت ويك لوله ي مويين برای گذاشتن سلول ها به داخل پلي مراستفاده مي كنند.اما بذركاري به روش ديناميك توسط حركت سلول هادربين فضای پليمری يك مخلوط همگن از سلول ها ايجاد می كند.تحقيقات نشان می دهد كه انواع مختلفی از سلول ها درمهندسی بافت استفاده می شوند از جمله كندروسيت ها كه باروش ديناميك بيشتر به هم متصل شده ومخلوط همگن تري ايجاد می كند.تحقيقات ابتدايی اثبات كرده است كه هپاتوسيت ها هم از طريق اين روش يكنواخت ترند.روش های ديگر شبيه ايجاد جريان در بين پليمرها باروش پمپ پريستالتيك(دودی) ،يا استفاده از سيستم كشت اسپينر فلاسك كه پلی مردر يك سوسپانسيون سلولی آويخته شده كه در50rpmدر 37 درجه سانتی گراد با co25%

15. كاشت ساختهای سلول پليمر و عروق به داربست پليمر پس ازكاشت سلول،ساخت های سلول-پليمر مي تواندبه بدن موجودزنده انتقال يابد.محل كاشت بايد ازعروق كوچك غني باشدوفضاي وسيعي داشته باشد.چادرينه،روده بندروده اي كوچك،فضاي پشت صفاقي و بافت زيرپوستي همه استفاده شده اند،اما مطالعات اوليه نشان داده است كه دربسياري ازاين مكان ها تنها درصدكمی ازسلول ها يك هفته بعد ازكاشت ماندنی هستند.توليد عروق جديدمعمولا تنهادرناحيه سطحی پليمر،نزديك بافت ميزبان،اندكی پس از كاشت رخ می دهدو بسياری از سلول ها در طي چند روز مي ميرند.برای زيست پذيري اين سلول ها دردوره ی اوليه پيوند،محدوديت هاي انتشار تغذيه-اكسيژن وتبادل زائد ،عواملي بحرانی هستند كه كارايی متابوليكي اين سلول ها را در طول پيوند تحت شعاع قرار می دهند.

16. بدين منظور راه های مختلفی برای مقابله با اين مشكل مورد بررسی قرارگرفته است كه ازاين جمله می توان به تاخيرزمانی 5-7روزه بين كاشت پليمر وورود سلول هاي كبدي اشاره كرد.درحيوانات دريافت كننده،پليمر ازقبل كاشته شده،تااينكه پليمربه خوبی عروقي شود سپس سلول ها كاشته مي شونددرنتيجه پيشرفت قابل ملاحظه ای در بقای سلول حاصل می شود.

17. تحريكات هپاتوتروفيكی به محض آسيب درمانگاهی يا پس ازبرش جراحی،عوامل متفاوت كه احياي كبد را تنظيم مي كنند مثل عامل رشد سلول كبدي تشخيص داده مي شوند.به طور كلی سلول هاي كبدی دريك كبد سالم گنجايش عظيمي برای تكثيركردن به دنبال تحريكات هپاتوتروفيك دارند.به هر حال اين مشكل است كه سلول های كبدي پيوندی را وادار كنيم كه رشد كنند وبدون تحريك دربدن موجودزنده وظايف مخصوص كبد را انجام دهند،اين به دليل اين است كه آن ها به عوامل رشد مشخص مثل فاكتورهای رشدسلول هاي كبدي نيازدارندتا زياد شوند وبتوانندبه آساني دررقابت با بافت كبد اصلي پيروز شوند.بدين منظورتلاش های مخصوصی صورت گرفته است تا تحريكات هپاتوتروفيك را فقط برای هپاتوسيت هاي پيوندی فراهم كند.

18. كه ازآن جمله می توان به مواردزيراشاره كرد: 1.استفاده ازمجرای مصنوعی سياهرگ بابی:تكنيك جراحی توسعه يافته ايست كه جريان وريدي ورودی را به جريان عمومی می كشد تا توسط كبداصلی ازتخليه وبيرون رفتن اولين تحريكات جلوگيری كندوبا افزايش دسترسی به اين محرك ها سلول های كبدی پيوندی ايجاد می كند. 2.استفاده ازهپاتكتومی جزئی همچنين می‌تواند برای‌ حذف يك بخش ازكبد اصلی استفاده شود تا محرك زيادی ايجاد كند. 3.برخی ازموادشيميايی مثل تتراكلريدكربن وگالاك توسمی نوع Dشناخته شده اندتاسبب آسيب كبدشودوازازدياد سلول های كبداصلی جلوگيری كند.

19. 4.داروی ديگري كه رتروسين ناميده می شودوبا توليد مانعی درسيكل سلول كبدی‌ازاحيای كبد نرمال كه منجربه انباشتگی سلول ها درفازآخرsوياG2می شود،جلوگيری كند. 5.القای عوامل تحريك كننده بيرونی مثلHGF،ماده تحريك كننده كبدی (HSS)،وعامل رشدروپوستی هپارين مثل عامل رشد(HB-EGF)براي ازديادسلول پس ازپيوند می تواندموثرباشد.

20. منابع: 1.Method of Tissu engineering(latin book) 2.www.tabnak.ir 3.www.jame jam online.ir 4.www.roham.ws.com 5.www.auchemistry.persionblog.ir 6.http://maghaleh.parsiblog.com باتشكر