روش های نوین در پزشکی بازساختی قلب: کاربرد سلول‌های بنیادی پرتوان القایی، اگزوزوم‌ها و تکنولوژی پچ‌های قلبی

علی‌رغم پیشرفت‌های چشمگیر در پیشگیری، تشخیص و درمان بیماری‌های قلبی هنوز این بیماری به عنوان یکی از چالش‌های اصلی نظام سلامت جهانی محسوب می‌گردد. براساس آمار‌های سازمان جهانی بهداشت، بیماری‌های قلبی عروقی یکی از مهم‌ترین عوامل مرگ و میر در سراسر جهان به شمار می‌روند. پیش بینی می‌شود که در سال‌های آینده در نتیجه پیری جمعیت، شهرنشینی و تغییر سبک زندگی آمار مرگ و میر ناشی از بیماری‌های قلبی افزایش یابد. رویکردهای دارویی موجود تنها طول عمر بیماران را افزایش می‌دهد، اما ترمیمی در بافت قلبی ایجاد نمی‌نماید. در مراحل پیشرفته این بیماری‌ها به غیر از پیوند قلب، درمانی وجود ندارد. با این حال، پیوند به دلیل تعداد محدود اهدا کننده مناسب، عوارض و خطرات بعد از عمل مانند رد پیوند، نارسایی اولیه پیوند و عفونت‌های شایع بعد از پیوند قلب همیشه قابل اجرا نیست. سلول‌های بنیادی از زمان شناسایی تا به امروز امید فراوانی را در جهان بوجود آورده است. با افزایش تحقیقات بر روی سلول‌های بنیادی و سلول درمانی در چند دهه اخیر، محققین به این نتیجه رسیدند که استفاده از این رویکرد درمانی جدید می‌تواند موجب افزایش طول عمر و بهبود بیماران گردد. کشورهای مختلف در سال‌های اخیر میلیون‌ها دلار در زمینه کاربرد سلول‌های بنیادی برای درمان بیماری‌های مختلف هزینه کرده‌اند. سلول‌های بنیادی جنینی توانایی بسیار بالایی در تمایز دارند، اما کاربرد آن‌ها در پزشکی بازساختی با محدودیت‌های اخلاقی و مذهبی شدیدی مواجه است. شناسایی سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انقلابی در زمینه پزشکی بازساختی ایجاد نمود. این سلول‌ها تمام قابلیت‌های سلول‌های بنیادی جنینی را دارا هستند و به راحتی می‌توانند به میوسیت‌های قلبی تمایز یابند. علاوه بر این اثرات پاراکراینی سلول‌های بنیادی پرتوان القایی و وزیکول‌‎های خارج سلولی ترشح شده از این سلول‌ها در پزشکی بازساختی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در میان وزیکول‌های ترشحی خارج سلولی، توجه پژوهشگران به اگزوزوم‌ها بیش‌تر بوده است. اگزوزوم‌ها وزیکول‌هایی با اندازه ٣٠ تا 100 نانومتر هستند که توپولوژی شبیه غشای پلاسمایی دارند و می‌توانند وارد سلول‌های هدف شده و محموله‌های خود را تحویل دهند. پچ‌های قلبی دستاوردیست نوین که از تلفیق مهندسی بافت و علوم سلولی بوجود آمده است و بمنظور بهبود آسیب‌های قلبی مورد استفاده قرار می‌گیرند. پچ‌های قلبی از یک داربست طبیعی و یا سنتزی با هدف حمایت و بازسازی از میوکارد قلب به دنبال آسیب، بر روی بافت قلب کاشته می‌شوند. رویکرد اصلی استفاده از پچ‌های قلبی حمایت فیزیکی از بافت آسیب دیده‌ی قلب است. امروزه ترکیب کاردیومیوسیت‌های مشتق از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی به همراه مواد زیست سازگار و فاکتورهای رشد، پچ‌های قلبی ویژه‌ای را ایجاد کرده است که توانایی تحویل دقیق بسیاری از سلول‌ها و به حداقل رساندن تلفات سلولی در شرایط درون‌تنی را دارند. در این مقاله مروری تلاش شده است به بررسی جدیدترین پیشرفت‌ها در حوزه پزشکی بازساختی قلب از طریق استفاده از پچ‌های قلبی، سلول‌های بنیادی پرتوان القایی و اگزوزوم‌های مشتق از آن پرداخته شد؛ هم‌چنین مقاله‌ی حاضر سعی دارد به ارزیابی چالش‌های پیش روی پزشکی بازساختی قلب در استفاده از موارد ذکر شده جهت تخفیف و بهبود آسیب‌های وارد شده به بافت قلب بپردازد و نهایتا با ارائه یک تصویر کلی از چشم‌اندازهای جدید پیش روی پزشکی بازساختی قلب برای پژوهش‌های آینده الهام بخش باشد. 

new methods in cardiac regenerative medicine: the use of induced pluripotent stem cells, exosomes, and cardiac patch technology

despite significant advances in the prevention, diagnosis, and treatment of cardiac diseases, this condition is still considered one of the major challenges facing the global healthcare system. according to the world health organization (who) statistics, cardiovascular diseases (cvd) are among the leading causes of mortality worldwide. it is predicted that in the future, due to population aging, urbanization, and lifestyle changes, the mortality rate from cardiac diseases will increase. current pharmacological approaches only extend the lifespan of patients without providing cardiac tissue repair. in the advanced stages of these diseases, apart from heart transplantation, there is no curative treatment available. however, due to limited suitable donors and post-operative risks and complications such as graft rejection, primary graft failure, and common infections after heart transplant, transplantation is not always feasible. stem cells have created a wide range of hope in the world since their discovery. with increased research on stem cells and cell therapy in recent decades, researchers have found that utilizing this innovative therapeutic approach can increase lifespan and improve patient outcomes. various countries have invested millions of dollars in the application of stem cells for treating various diseases in recent years. embryonic stem cells (escs) have great differentiation potential, but their medical application faces severe ethical and religious constraints. the identification of potent induced pluripotent stem cells has revolutionized regenerative medicine. these cells possess all the capabilities of embryonic stem cells and can easily differentiate into cardiac myocytes. furthermore, the paracrine effects of induced pluripotent stem cells (ipscs) and extracellular vesicles (evs) secreted from these cells in regenerative medicine have garnered significant attention. among extracellular secretory vesicles, researchers have focused more on exosomes. exosomes are vesicles ranging from 30 to 100 nanometers that have a plasma membrane-like topology and can enter target cells and deliver their cargo. cardiac patches are a novel achievement resulting from the integration of tissue engineering and cell sciences and are used to improve cardiac injuries. cardiac patches consist of a natural or synthetic scaffold designed to support and restore myocardial tissue following injury, and they are implanted into the heart tissue. the primary approach to using cardiac patches is to provide physical support to damaged heart tissue. nowadays, the combination of cardiomyocytes derived from potent induced pluripotent stem cells along with biocompatible materials and growth factors has created specialized cardiac patches capable of precise delivery of many cells and minimizing cellular damages in vivo conditions. this review article aims to explore the latest advances in cardiac regenerative medicine through the use of cardiac patches, induced pluripotent stem cells, and exosomes derived from them; as well as to assess the challenges ahead in cardiac regenerative medicine using the mentioned items to alleviate and improve tissue damage to the heart, and ultimately provide an overview of new perspectives for future research in cardiac regenerative medicine.