استفاده از نانوذرات ریز برای محافظت از سلول‌های بنیادی منجمد در مطالعه باروری مردان

به گزارش علم‌خوان، این مطالعه بوسیله پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی تهران نشان می‌دهد که بسته‌بندی «کمپفرول» - یک آنتی‌اکسیدان طبیعی موجود در میوه‌ها و سبزیجات - در کپسول‌های پروتئینی میکروسکوپی به محافظت از «سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی گاوی» (BSSCs) در برابر آسیب ناشی از انجماد کمک می‌کند. این تکنیک در نهایت می‌تواند منجر به درمان‌های بهتر حفظ باروری برای بیماران سرطانی مرد جوان شود که با درمان‌هایی مواجه هستند که باعث ناباروری دائمی می‌شوند.

 

مشکل: انجماد، سلول‌های بنیادی را از بین می‌برد

انجماد بافت بیضه یا سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی (SSCs) - سلول‌های مسئول تولید اسپرم - برای پسران یا مردان جوانی که تحت شیمی‌درمانی یا پرتودرمانی قرار می‌گیرند،  اغلب تنها راه برای حفظ باروری در آینده است.

 

با این حال، پروتکل‌های انجماد مرسوم سختگیرانه هستند. با انجماد و ذوب سلول‌ها، کریستال‌های یخ تشکیل می‌شوند و رادیکال‌های آزاد خطرناک - که به عنوان گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) شناخته می‌شوند - افزایش می‌یابند. این استرس شیمیایی باعث مرگ سریع سلول (آپوپتوز) و اختلال در فرآیندهای بازیافت سلولی (اتوفاژی) می‌شود و سلول‌های بنیادی زنده بسیار کمی را برای بازیابی موفقیت‌آمیز باروری باقی می‌گذارد.

 

در حالی که کامفرول به خنثی کردن این رادیکال‌های آزاد خطرناک معروف است، معمولاً برای پایدار ماندن یا حل شدن در آب تلاش می‌کند و توانایی آن را در محافظت از سلول‌ها محدود می‌کند.

 

راه حل: نانوذرات آلبومین

برای غلبه بر محدودیت‌های طبیعی کامفرول، تیم تحقیقاتی دانشگاه علوم پزشکی تهران این ترکیب را درون نانوذرات کوچکی از آلبومین سرم گاوی (BSA) - یک پروتئین پایدار و زیست سازگار - کپسوله کردند.

 

این نانوحامل‌ها که کمتر از 200 نانومتر عرض دارند، به عنوان حامل‌های محافظ عمل می‌کنند و به کامفرول اجازه می‌دهند به راحتی در محیط مایع حل شود و به آرامی در طول زمان آزاد شود.

 

یافته‌های کلیدی

پژوهشگران این فرمولاسیون را روی سلول‌های بنیادی جدا شده از بیضه گوساله که به مدت یک ماه در نیتروژن مایع منجمد شده بودند، آزمایش کردند. پس از ذوب شدن، سلول‌های نگهداری شده با محیط استاندارد را با سلول‌های محافظت شده توسط کامفرول یا نانوذرات حاوی کامفرول مقایسه کردند:

 

بهبودهای بیولوژیکی کلیدی در سلول‌های تیمار شده با نانوذرات شامل موارد زیر بود:

 

• سرکوب مرگ سلولی: سطوح پایین‌تر قابل توجه پروتئین‌های پیش‌مرگ مانند کاسپاز-3 شکسته شده، BAK و BAX، در کنار سطوح بالاتر نشانگرهای محافظ و ضد آپوپتوز مانند BCL-2

 

• تشدید حفظ سلولی: افزایش قابل توجه نشانگرهای مرتبط با پاکسازی و بقای سلولی سالم مانند BECN-1، LC3،  ATG4 و P-150

 

گام بعدی چیست؟

در حالی که این نتایج در شرایط آزمایشگاهی دلگرم‌کننده هستند، این پژوهشگران خاطرنشان می‌کنند که تحقیقات بیشتری مورد نیاز است. مطالعات آینده باید به طور مستقیم سطح رادیکال‌های آزاد را در داخل سلول‌ها اندازه‌گیری کرده و آزمایش‌های پیوند را در حیوانات انجام دهند تا تأیید شود که آیا سلول‌های بنیادی ذوب شده توانایی عملکردی خود را برای تولید اسپرم سالم حفظ می‌کنند یا خیر.

 

اگر این روش در بافت انسانی تأیید شود، انجماد با کمک نانوذرات می‌تواند یک پیشرفت حیاتی برای حفظ سلامت تولید مثل مردان قبل از درمان‌های نجات‌بخش سرطان باشد.

منبع:

https://www.nature.com/articles/s41598-026-60668-7