کاربرد کوچک مولکول‌ها (small molecules) در مهندسی بافت عضله اسکلتی

مقدمه: حدود 40% از وزن بدن انسان را بافت عضله اسکلتی تشکیل می‌دهد. سالانه صدها نفر دچار از دست رفتن بافت عضلانی به ‌عللی چون بیماری، جنگ و تصادف‌ها می‌شوند که این مسئله می‌تواند منجر به اختلال در اعمالی مانند تنفس و حرکت و زندگی اجتماعی فرد شود. تاکنون روش‌هایی چون دارو‌درمانی، سلول درمانی و پیوند بافت برای کنترل آسیب‌های بافت عضلانی و بازسازی آن مورد مطالعه قرار گرفته است. اگرچه در حال حاضر روش درمانی مشخص و کارآمدی برای درمان آسیب‌های عضلانی وجود ندارد و بسیاری از بیماران شدت ضایعات عضلانی با افزایش سن بیشتر می‌شود. بنابراین تحقیق برای پیداکردن رویکردهای درمانیِ جدید و کارآمد برای ترمیم عضله یکی از مباحث مهم در علوم پایه و پزشکی می‌باشد. مهندسی بافت یکی از روش‌های امیدوار‌کننده و نوین در ترمیم بافت عضله اسکلتی در نظر گرفته می‌شود که نوید ساخت بافت‌های عضلانی عملکردی، ساخت مدل‌ مناسب جهت پزشکی شخص محور و مدل پژوهشی برای تحقیقات پایه را می‌دهد. فاکتورهای القایی در کنار زیست مواد و سلول، عناصر اصلی مهندسی بافت هستند. این فاکتورها معمولاً به ‌واسطه مکانیزم‌های اپی‌ژنتیکی و تاثیر بر مسیرهای پیام‌رسانی باعث القاء تکثیر، تمایز و مهاجرت سلول‌های مورد استفاده در مهندسی بافت عضله شده و ساخت یک بافت عضلانی در شرایط آزمایشگاهی را تسریع می‌کنند. به‌ تازگی، کوچک مولکول‌ها نیز به‌صورت مستقل (به‌جای فاکتورهای رشد) و یا در کنار فاکتورهای رشد در مهندسی بافت عضله به‌کار رفته‌اند. از آنجایی‌که کوچک مولکول‌ها پاسخ ایمنی ایجاد نکرده، به ‌آسانی وارد سلول شده و هدف مولکولی مشخصی دارند و لذا به‌عنوان فاکتورهای القاییِ مناسب در مهندسی بافت، مورد توجه قرار گرفته‌اند.نتیجه‌گیری: به‌طورکلی کوچک مولکول‌های موثر در مهندسی بافت عضله می‌توانند با حالت‌های مختلف زیست مواد (هیدروژل، بافت سلول‌زدایی شده و داربست‌های سنتزی) به‌کار روند و قابلیت استفاده در شرایط in vivo و in vitro را دارند و در نتیجه باعث تولید بافت عضلانی با کارآیی بالاتر شده، و هزینه تولید بافت عضله را کاهش داده که این مسئله به پیشبرد اهداف درمانی مهندسی بافت عضله کمک می‌کند. در این مقاله، مهندسی بافت عضله اسکلتی و نقش کوچک مولکول‌ها در آن مورد بررسی قرار گرفته است.

Applications of Small Molecules in Muscle Tissue Engineering

Introduction: Skeletal muscles account for about 40% of the total body weight. Every year, hundreds of people lose at least part of their muscle tissue due to illness, war, and accidents. This can lead to disruption of activities such as breathing, movement, and social life. To this end, various therapeutic strategies such as medication therapy, cell therapy and tissue transplantation have been used or studied in muscle regeneration. However, there is no effective and welldefined clinical approach for treatment of muscle injuries and the severity of muscle injuries increase with age in most cases. Therefore, investigation for finding new and effective clinical approach for muscle regeneration is one of the most important issues in basic and clinical researches. Tissue engineering is considered as one of the promising and newest approach for skeletal muscle tissue regeneration and provides an appropriate model for personalized medicine and basic researches that can be used in personalized medicine and basic research. Besides biomaterials and cells, inducing factors are another element of tissue engineering. These factors influence epigenetic mechanisms and signaling pathway, thereby inducing proliferation, differentiation, and migration of cells used in muscle tissue engineering, and accelerates muscle formation in vitro. Recently, small molecules have been used as alternatives to growth factors or along with other inducing factors in muscle tissue engineering. Since they do not induce an immune reaction, penetrate easily to the cells and have a specific molecular target, therefore they have attracted much attention as the costeffective inducing factors in tissue engineering.Conclusion: Taken together, the effective small molecules in muscle tissue engineering can be used with different biomaterial conditions (e.g. hydrogel, decellularized tissue, and synthetic scaffolds) in both in vivo and in vitro, resulting to production of cost effective and highly efficient engineered muscle tissues that help to achieve therapeutical goals of muscle tissue engineering. Herein, we describe tissue engineering and review the small molecules used in skeletal muscle tissue engineering.