توسعه فناوری اپتوژنتیک برای کاربرد در ترمیم بافت استخوانی

گروهی از پژوهشگران پژوهشکده فناوری های زخم و ترمیم بافت سازمان جهاد دانشگاهی علوم پزشکی تهران (یارا) توانستند با بهره گیری از فناوری اپتوژنتیک سلولهای بنیادی مزانشیمی را به اسستئوسیت (سلول استخوانی) تمایز دهند.

دکتر هدی کشمیری نقاب عضو هیات علمی پژوهشکده زخم و ترمیم بافت (یارا) در این خصوص می‌گوید: این تیم تحقیقاتی بر این باور است که با بیان پروتئین حساس به نور در سلولهای بنیادی و عبور یون ها با تحریک نوری، مکانیسم های تمایزی سلول های بنیادی به انواع مختلف بافت‌ها را می‌توان کنترل کرد. آن ها امید دارند در اینده نزدیک امکان کنترل تمایز سلولهای بنیادی به انواع مختلفی از اندام ها توسط تکنیک اپتوژنتیک امکان پذیر شود.

او ادامه داد: از مزیت های این روش نسبت به روش های الکتریکی و دارویی، برخورداری از سرعت، دقت بالاتر و آسیب رسانی کمتر می باشد. امروزه اپتوژنتیک (Optogenetics) به عنوان یکی از جدیدترین ابزار بیوفیزیکی با بهره گیری از دو علم اپتیک و ژنتیک، برای مطالعه و کنترل هدفمند سلول ها شناخته شده است. این تکنیک با استفاده از ابزار ژنتیکی باعث بیان پروتئین های حساس به نور در سطح سلول هدف میشود که با تحریک نوری منجر به تغییر فرایندهای سلولی از جمله تغییر اختلاف پتانسیل غشا و به دنبال آن تمایز سلول خواهد شد.

این عضو هیات علمی جهاد دانشگاهی علوم پزشکی با بیان اینکه اپتوژنتیک را می‌توان در چهار گام اصلی مورد مطالعه قرار داد گفت: گام اول شامل انتخاب بهترین و مناسب ترین پروتئین حساس به نور است. در گام دوم روش های انتقال ژن پروتئین حساس به نور انتخاب شده به سلول هدف بررسی می‌شود. در گام سوم تابش نوری کنترل شده به وسیله ی ابزار نوری که اغلب لیزر، LED های نوری و یا فیبر های نوری هستند صورت میگیرد و در گام نهایی داده های تحقیق مورد بررسی قرار می گیرند.
کشمیری نقاب اضافه کرد این طرح در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است و از اهداف آتی گروه تحقیقاتی ما، بررسی امکان کاربرد آن در مطالعات حیوانی و کارآزمایی‌های بالینی آن است.

یکی از اهداف اصلی این تیم تحقیقاتی در آینده، ارائه‌ی راهکارهایی برای درمان بیماری هایی از جمله اختلالات شبکیه بوده که در آن سعی شده تا با استفاده از بیان یک پروتئین حساس به نور در سلول های عصبی چشمی، بهبود بینایی بیمار حاصل شود.

به گزارش معاونت پژوهش و فناوری، این پژوهش حاصل طرح تحقیقاتی مصوب موسسه ملی توسعه تحقیقات علوم پزشکی ایران (نیماد) است که با مسئولیت پژوهشگران گروه ترمیم نوری در پژوهشکده یارا جهاد دانشگاهی انجام شده و نتایج آن توسط هدی کشمیری نقاب هیات علمی به عنوان نویسنده اول، غلامرضا اسماعیلی جاوید عضو هیات علمی به عنوان نویسنده مسوول، سیده سارا آزاده کارشناس پژوهشی و محمدحسن سهیلی فر در مقاله ای تحت عنوان Osteogenic Differentiation of Menstrual Blood-Derived Stem Cells by
Optogenetics در مجله‌ی معتبر Journal of Medical and Biological Engineering (سال ۲۰۲۲) انتشارات اسپرینگر به چاپ رسیده است.

همچنین در سال ۲۰۱۹ نیز این تیم تحقیقاتی با حمایت جهاددانشگاهی موفق به بومی سازی اپتوژنتیک قلبی در کشور شدند.