New Cellularand Molecular Biotechnology Journal

other مروری بر درمانِ دیابت با استفاده از سلول‌های بنیادیِ مزانشیمی و نقش فاکتورهای شیمیایی و فیزیکی در فرایندِ تمایز A review of diabetes treatment using mesenchymal stem cells and the role of chemical and physical factors in the differentiation process سلولی و مولکولی Cellular and molecular مقاله مروری Review Article <p style="border-width: medium medium 1.5pt 1.5pt; border-style: none none solid solid; border-color: currentcolor currentcolor rgb(0, 36, 101) rgb(0, 36, 101); padding: 0cm 4pt 1pt 0cm; text-align: justify;">دیابت به‌&lrm;عنوان یک معضلِ بزرگِ سلامتِ جهانی، نیازمند راهکارهای درمانیِ نوین است. درمان‌های رایج مانند انسولین، داروها و پیوند پانکراس با وجود کمک به کنترل قندخون، نمی‌توانند عملکرد طبیعیِ سلول‌های بتای پانکراس را بازسازی کنند و با محدودیت‌هایی مانند هزینۀ بالا و کمبود اهداکننده مواجه هستند. سلول‌درمانی، به‌عنوان راهکاری نوین جهتِ تولید سلول‌های بتای پانکراس در مطالعه‌های متعدد مورد مطالعه قرار گرفته است، در این میان به‌ویژه استفاده از سلول‌های بنیادیِ مزانشیمی، به‌دلیل دسترسیِ آسان و ایمنی امیدهای تازه‌ای ایجاد کرده است. اما روش‌های متداول تمایز که مبتنی‌بر فاکتورهای رشدِ شیمیایی هستند اغلب پُرهزینه، ناپایدار و منجر به تولید سلول‌های ناهمگن می‌شوند. در پاسخ به این چالش‌ها، توجه پژوهش‌ها به‌سمت استفاده از سیگنال‌های فیزیکی و مکانیکی معطوف شده است که فرایندهای طبیعیِ تکاملی را تقلید می‌کنند. عواملی مانند سختیِ بستر، نانوتوپوگرافیِ سطح و معماریِ ماتریکسِ خارج سلولی می‌توانند با فعال‌سازی مسیرهای انتقالِ سیگنالِ مکانیکی، به شکل مؤثرتر و مقرون‌به‌صرفه‌تری سرنوشت سلول را هدایت کنند و در فرایندِ تمایز مؤثر واقع باشند. مطالعه‌ها نشان می‌دهند این محرک‌های فیزیکی قادرند بیان‌ژن‌های کلیدی پانکراسی مانند PDX1 و NKX6.1 ترشح انسولین را به‌طور چشمگیری افزایش دهند و کیفیت سلول‌های شبه بتا را بهبود بخشند. بر این اساس، به نظر می‌رسد ترکیب هم‌افزای محرک‌های شیمیایی و فیزیکی می‌تواند راهکاری بهینه‌، ایمن و سازگار برای تولید سلول‌های بتای عملکردی و پایدار باشد و مسیر را برای کاربرد بالینیِ آن‌ها در درمانِ دیابت هموار سازد که تحوّلی در درمان دیابت می‌باشد. <div style="border-width: medium 1.5pt 1.5pt medium; border-style: none solid solid none; border-color: currentcolor rgb(0, 36, 101) rgb(0, 36, 101) currentcolor; padding: 0cm 0cm 1pt 4pt; text-align: justify;">Extended Abstract Background and Aim: Diabetes mellitus is a growing global health crisis, with a prevalence exceeding 537 million people in 2023 and projections of over 700 million by 2045, urgently demanding innovative therapeutic strategies. Current treatments, such as insulin therapy, oral hypoglycemic agents, and pancreas or islet transplantation, despite providing partial glycemic control, fail to restore the physiological function of pancreatic β-cells. However, these approaches are limited by high costs, lifelong dependency, immunosuppression-related complications, severe donor shortages, and inability to prevent progressive beta-cell destruction. In this context, cell therapy aimed at replacing damaged beta cells and restoring glucose-dependent insulin secretion represents a promising approach. Materials and Methods: Among various cell sources, mesenchymal stem cells (MSCs) have attracted special attention due to their easy accessibility (from adipose tissue, bone marrow, and umbilical cord), high proliferation capacity, potent immunomodulatory properties (via inhibition of T lymphocytes and induction of the M2 macrophage phenotype), and multilineage differentiation potential. However, conventional chemical differentiation protocols relying on expensive and unstable growth factors (e.g., Activin A, FGF10, Retinoic Acid, Exendin‑4) often lead to heterogeneous cell populations with incomplete functional maturation and poor glucose responsiveness. In response to these challenges, novel approaches based on physical and mechanical signals have been developed recently. Results: Parameters such as substrate stiffness in the range of 1–5 kPa (similar to native pancreatic tissue), surface nanotopography, three‑dimensional culture in biocompatible hydrogels, and advanced cell imprinting technology can activate mechanosensing and mechanotransduction pathways. These stimuli, via integrins, focal adhesion kinase (FAK), RhoA/ROCK pathways, and nuclear translocation of YAP/TAZ transcription factors, dramatically increase the expression of key genes such as PDX1, NKX6.1, and MAFA, and improve glucose-stimulated insulin secretion (GSIS). Conclusion: Studies have shown that physical differentiation produces more mature, stable, and functional β-like cells that closely resemble native β cells, compared to chemical methods. Accordingly, the synergistic combination of chemical and physical stimuli, together with smart biomaterials and microfluidic technologies, can provide an optimal, safe, and industrially scalable (under GMP conditions) strategy for generating functional beta cells. Such an approach would revolutionize the treatment of type 1 diabetes, bringing hope of a life free from insulin injections and chronic complications to millions of patients worldwide.  </div> دیابت, سلول درمانی, سلول‌های بنیادی مزانشیمی, تمایز شیمیایی, فاکتورهای رشد, فاکتورهای فیزیکی, نقش نگاری سلول, Diabetes, Cell therapy, Mesenchymal stem cells, Chemical differentiation, Physical differentiation, Growth factors, Cell imprinting, 1 22 http://ncmbjpiau.ir/browse.php?a_code=A-10-411-6&slc_lang=other&sid=1 Seyede Fatemeh Heydari سیده فاطمه حیدری 100319475328460016141 100319475328460016141 No - Department of Cellular and Molecular Biology, TeMS.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه سلولی‌ومولکولی، واحد علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Mehrdad Moosazadeh Moghaddam مهرداد موسی زاده مقدم 100319475328460016142 100319475328460016142 Yes Tissue Engineering and Regenerative Medicine Research Center, New Health Technologies Institute, Baqiyatallah University of Medical Sciences, Tehran, Iran مرکز تحقیقات مهندسی بافت و پزشکیِ بازساختی، پژوهشکدۀ فناوری‌های نوین سلامت، دانشگاه علوم پزشکی بقیهالله، تهران، ایران Soyar Sari سویار ساری 100319475328460016143 100319475328460016143 No Department of Cellular and Molecular Biology, TeMS.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه سلولی‌ومولکولی، واحد علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Mohammad Heiat محمد هیات 100319475328460016144 100319475328460016144 No Baqiyatallah Research Center for Gastroenterology and Liver Diseases (BRCGL), Clinical Sciences Institute, Baqiyatallah University of Medical Sciences, Tehran, Iran مرکز تحقیقات گوارش و بیماری‌های کبد بقیهالله (BRCGL)، پژوهشکدۀ علوم بالینی، دانشگاه علوم پزشکی بقیهالله، تهران، ایران