سرم شرایطیافته اتولوگ (ACS) یک درمان بیولوژیک است که از خون شخص بیمار تهیه میشود و حاوی ، فاکتورهای رشد ، سایتوکاین ( فاکتورهای رشد سیستم ایمنی ) های ضدالتهابی و پروتئینهای ترمیمی است.
نویسنده : دکتر محمد زهرائی
سرم شرایط یافته اتولوگ Autologous Conditioned Serum
سرم شرایطیافته اتولوگ (ACS) یک درمان بیولوژیک است که از خون شخص بیمار تهیه میشود و حاوی ، فاکتورهای رشد ، سایتوکاین ( فاکتورهای رشد سیستم ایمنی ) های ضدالتهابی و پروتئینهای ترمیمی است. این روش به منظور تحریک خود ترمیمی بافتها و کاهش التهاب در شرایطی مانند آرتروز، آسیبهای ورزشی و زخمهای مزمن استفاده میشود. نام دیگر این روش درمان ارتوکین (Orthokine Therapy) است که در آلمان توسعه یافت.
مراحل فرآوری ACS
با استفاده از سرنگ ابتدا خونگیری انجام میشود که معمولا با سیستم بسته است و سوزن خونگیری مستقیما به لوله حمعاوری خون متصل است که به واسطه خلاء خون را به داخل خود میکشد . در این روش ضد انعقاد به خون اضافه نمی شود .
خون در لوله در مجاورت ذرات شیشهای قرار میگیرد تا ترومبوسیتها و سلولهای سفید فعال شوند. شرکتهای مختلف از ذرات خاصی استفاده میکنند که با پوششهای خاصی پوشیده شدهاند . در عرض 24 ساعت لوله در انکوباتور 37 درجه قرار داده میشود و این ذرات کروی و روکش آنها باعث فعالیت پلاکتها در آزادسازی فاکتورهای رشد و فعال شدن گلبولهای سفید ذر آزادسازی سایتوکینهای ضدالتهابی میشود . مهمترین فاکتورهای ترشح شده عبارتند از سایتوکینهای IL-1Ra و IL-10 ، TGF-β و فاکتورهای رشد PDGF، VEGF .
ذرات شیشهای در ACS از شیشه بوروسیلیکات ساخته شدهاند و سطح خشن دارند که باعث فعالسازی مکانیکی سلولهای خونی میشود. در روش استاندارد، این ذرات بدون پوشش شیمیایی هستند، اما مطالعات آزمایشگاهی نشان دادهاند که پوششهایی مانند کلسیم سیلیکات یا کولاجن میتوانند ترشح سایتوکاینها را بهینه کنند.
پس از 24 ساعت ، نمونه در سانتریفوژ قرار میگیرد تا سرم (مایع رویی) از سلولهای جامد جدا شود که حاوی مولکولهای ترمیمی و ضدالتهابی است. سپس از فیلتر 0.22 میکرون رد میشود تا هیچ سلول یا باقیمانده سلولی واردش نشود و استریل شود .
این سرم را میتوان میتوان در 4 درجه سانتیگراد تا چند روز یا در -20 درجه برای مدت طولانی نگهداری کرد. یعنی میتوان یکبار خونگیری انجام داد و سرم را تولید کرد و در ویالهای مختلف یخ بسته نگهداری کرد و برای تزریقهای متعدد استفاده نمود .
ترکیبات اصلی ACS
سایتوکاینهای ضدالتهابی:
IL-1Ra (آنتاگونیست گیرنده اینترلوکین-1) ، مهار کننده IL-1β، که نقش کلیدی در التهاب مفاصل دارد.
IL-10 کاهش تولید سایتوکاینهای پروالتهابی.
عوامل رشد (Growth Factors):
PDGF (عامل رشد مشتق از پلاکت): تحریک تکثیر فیبروبلاستها و آنژیوژنز.
TGF-β (عامل رشد ترانسفورمینگ) : ترمیم بافت و سنتز ماتریکس خارج سلولی.
VEGF (عامل رشد اندوتلیال عروقی) : ایجاد رگهای جدید.
IGF-1 (فاکتور رشد شبیه انسولین-1) : تحریک رشد کندروسیتها.
FGF (فاکتور رشد فیبروبلاستی) : ترمیم پوست و بافتهای نرم.
کاربردهای بالینی ACS
آرتروز (Osteoarthritis) :
تزریق داخل مفصلی برای کاهش درد و تاخیر در پیشرفت آرتروز زانو وسایر مفاصل.
مطالعات نشان دادهاند ACS میتواند تولید ماتریکس غضروفی را افزایش دهد.
آسیبهای ورزشی:
ترمیم آسیبهای تاندون ، رباط و عضلات
زخمهای مزمن:
استفاده موضعی برای زخمهای دیابتی یا فشاری با تحریک آنژیوژنز وتکثیر کراتینوسیتها
دامپزشکی:
درمان آسیبهای مفاصل و تاندون در اسب و سگ
مکانیسمهای سلولی مولکولی تاثیر ACS :
اساس کار ACS تحریک سلولهای ایمنی خون برای ترشح سایتوکینهای ضد التهابی و کمک کننده در ترمیم است . غلظت IL-1Ra و IL-10 بیش از پنج برابر معمول سرم در PRP است . سایر سایتوکینها عمدتا عبارتند از :
آنتاگونیست گیرنده اینترلوکین-۱ (IL-1Ra)
IL-1Ra (Interleukin-1 Receptor Antagonist) یک پروتئین سرکوبکننده التهاب است که به طور اختصاصی به گیرندههای اینترلوکین-۱ (IL-1R) متصل میشود و از اتصال سایتوکاین التهابی IL-1β جلوگیری میکند. این عمل انتقال سیگنالهای التهابی (مانند فعالسازی NF-κB را مهار کرده و تولید سایتوکاینهای پروالتهابی دیگر TNF-α ، IL-6 را کاهش میدهد.
در فرآیند فعالسازی خون با ذرات شیشهای، مونوسیتها و لنفوسیتها IL-1Ra را به مقدار زیاد ترشح میکنند. این پروتئین در ACS غلظت بالایی دارد ( بیش از pg/ml 1000) و به طور موثر التهاب مفاصل و بافتها را کنترل میکند و همچنین IL-1Ra در ACS میتواند تخریب کلاژن و پروتئوگلیکانها در غضروف را مهار کند و جلوی دژنریشن غضروف مفصلی و پیشرفت آرتروز زا بگیرد .
در کارآزماییهای بالینی روی بیماران مبتلا به آرتروز زانو، تزریق ACS با کاهش معنادار درد (VAS score) و بهبود عملکرد مفصل (Lysholm score) همراه بوده است و در مقایسه ACS با کورتیکواستروئیدها نشان میدهد IL-1Ra اثرات ضدالتهابی بلندمدتتری دارد بدون ایجاد آتروفی بافت یا کاهش ترمیم غضروف.
اینترلوکین-۱۰ (IL-10)
در فرآیند ACS، لکوسیتها و مونوسیتها IL-10 را آزاد میکنند.
IL-10 یک سایتوکاین ضدالتهابی قدرتمند است که تولید سایتوکاینهای پروالتهابی TNF-α،( داروی Etanercept که یک آنتی بادی مونوکلونال بر ضد TNF-α است ، یکی از بهترین داروهای درمان روماتیسم و بعضی بیماریهای خود ایمنی است ، بنابراین مهار ان میتواند کمک بزرگی به وضعیتهای التهابی مفاصل باشد ) IL-1β، IL-6 ( IL-6 ستون فقرات و شروع کننده تمام واکنشهای التهابی است و آنتی بادی مونوکلونال ضد آن tocilizumab در درمان روماتیسم و یا سایر وضعیتهای خودایمنی استفاده میشود ) را در ماکروفاژها و لنفوسیتها مهار میکند. همچنین فعالیت سلولهای T و B را تعدیل کرده و تولید آنتیبادی را تنظیم میکند.
IL-10 همچنین تولید NO (اکسید نیتریک) و آنزیمهای التهابی (مانند COX-2 را کاهش میدهد.
اینترلوکین-۴ (IL-4)
IL-4 یک سایتوکاین ضدالتهابی است که به سلولهای T-helper 2 (Th2) تعلق دارد. این سایتوکاین تولید سایتوکاینهای پروالتهابی TNF-α، IFN-γ را مهار کرده و تولید آنتیبادیهای IgE را تحریک میکند. و از طریق فعالسازی مسیر STAT6، ماکروفاژها را به فنوتیپ ضدالتهابی (M2) تغییر میدهد و در آرتروز، IL-4 باعث مهار آپوپتوز ( مرگ سلولی ) کندروسیتها میشود .
اینترلوکین-۱۳ (IL-13)
IL-13 یک سایتوکاین ضدالتهابی مشابه IL-4 است که از طریق مهار ماکروفاژها و سلولهای دندریتی، التهاب را کاهش میدهد. و با مهار تولید TNF-α و IL-6 در سلولهای سینوویال، التهاب مفاصل را کنترل میکند ، همچنین فعالیت MMP-1 و MMP-13 (آنزیمهای تخریب کننده غضروف) را مهار میکند و تولید کلاژن نوع II و آگریکان در کندروسیتها را تحریک می کند.
عامل رشد ترانسفورمینگ بتا (TGF-β)
TGF-β یک سایتوکاین ضدالتهابی و ترمیمی است که فعالیت سلولهای ایمنی T-cell، B-cell را مهار کرده و همچنین التهاب را با مهار NF-κB و MAPK سرکوب میکند.
تولید ECM (ماتریکس خارج سلولی) را تحریک میکند و طریق مسیر Smad، تکثیر فیبروبلاستها و تولید کلاژن را افزایش میدهد و آپوپتوز کندروسیتها را کاهش می دهد. در زخمهای مزمن، TGF-β در ACS باعث بهبود ترمیم پوست و افزایش آنژیوژنز شده است.
خلاصه عملکرد
سایتوکاینهای موجود در ACS به صورت هماهنگ عمل میکنند:
IL-1Ra + IL-10 مهار سیگنالینگ NF-κB و کاهش تولید TNF-α
IL-4 + IL-13 تقویت فنوتیپ ضدالتهابی ماکروفاژها و تولید ECM ( ماتریکس خارج سلولی)
TGF-β + IL-10 همکاری در مهار سلولهای T و B و تحریک ترمیم بافت.
این تعاملات باعث اثرات ضدالتهابی چند بعدی و تسریع ترمیم بافتها میشود
سایتوکاینهای ضدالتهابی موجود در ACS شامل IL-1Ra، IL-10، IL-4، IL-13، TGF-β به عنوان عامل اصلی این روش عمل میکنند. این مولکولها با مهار مسیرهای التهابی و تحریک ترمیم بافتی، بهبود بالینی قابل توجهی در بیماران مبتلا به آرتروز، آسیبهای ورزشی و زخمهای مزمن ایجاد میکنند.
ACS در روماتیسم و سایر بیماریهای خودایمنی
ACS حاوی سایتوکاینهای ضدالتهابی مانند IL-1Ra ، IL-10 ، و TGF-β است که به مهار پاسخهای التهابی غیرطبیعی در بیماریهای خودایمنی کمک میکنند. این سایتوکاینها با مهار مسیرهای سیگنالینگ التهابی مانند NF-κB و MAPK و تعدیل فعالیت سلولهای T/B، تعادل بین سایتوکاینهای پروالتهابی IL-1β، TNF-α، IFN-γ و ضدالتهابی را بهبود میدهند.
همچنین در مطالعت محدودی در بیماری MS و لوپوس نیز بهبود ایجاد نموده است.