Badacze Uniwersytetu w Glasgow zaprezentowali nową metodę leczenia uszkodzonych kości, która nie tylko inicjuje naturalną regenerację kości, ale i nie powoduje skutków ubocznych.
Zdaniem naukowców ma ona przynieść lepsze wyniki dla pacjentów i utorować drogę innowacyjnym terapiom, pomagającym osobom z poważnymi urazami szkieletu lub pacjentom chorym na raka, którzy doświadczyli utraty masy kostnej.
Naukowcy znaleźli nowy sposób na wykorzystanie potężnego leczniczego działania „czynników wzrostu” – naturalnie występujących cząsteczek, które ułatwiają procesy regeneracyjne organizmu.
Implant, który inicjuje naturalną regenerację kości
A jak konkretnie tego dokonali?
Wykorzystali niedrogi polimer zwany poli(akrylanem etylu), w skrócie PEA, do opracowania implantu chirurgicznego, który można zastosować w miejscu ubytku kości.
Unikalne właściwości powierzchni implantu pozwoliły zespołowi wychwycić nieaktywne czynniki wzrostu organizmu i zapewnić, że zaczną działać tylko tam, gdzie są potrzebne.
Procesy biologiczne leżące u podstaw tego badania są znane od ponad dwudziestu lat, ale po raz pierwszy udało się je wykorzystać do uzyskania efektu regeneracyjnego.
Dodaje też, że możliwość dostarczenia w ten sposób unieruchomionych białek bezpośrednio do miejsca poddanego zabiegowi zapewnia znacznie większą kontrolę nad aktywacją czynników wzrostu i rozpoczęciem procesu gojenia.
Działa również w znacznie niższych stężeniach niż poprzednie terapie, pomagając jeszcze bardziej zminimalizować ryzyko niepożądanego wzrostu kości poza miejscem wymagającym gojenia.
Skleja komórki i wspomaga ich regenerację
Wcześniejsze badania zespołu wykazały, że PEA wchodzi w interakcję z fibronektyną – białkiem występującym powszechnie w organizmie człowieka, które sprzyja adhezji i wzrostowi komórek, tworząc na jego powierzchni swoiste sieci.
Gdy sieć się tworzy, zmienia kształt fibronektyny, odsłaniając niektóre aminokwasy w cząsteczce fibronektyny. Aminokwasy te są naturalnie wykorzystywane w organizmie, aby pomóc komórkom przyłączać się i przechowywać nieaktywne białka.
Zespół upuścił fragment rekombinowanego białka, zwany utajonym białkiem wiążącym transformujący czynnik wzrostu beta-1, czyli rLTBP1, na sieć fibronektyny, powodując sklejenie się dwóch białek.
Jak się okazuje, rLTBP1 działa jak magnes na białko zwane TGF-β1, które w małych dawkach pobudza komórki czynnika wzrostu w organizmie do wytworzenia nowej tkanki kostnej.
Cząsteczki TGF-β1 są uwiezione w kompleksie białkowym zwanym LAP, który sprawia, że zdolność białka do pobudzania regeneracji kości pozostaje nieaktywna, dopóki nie jest to potrzebne.
I chociaż wciąż potrzeba jeszcze wielu badań, żeby można było myśleć o wprowadzeniu tej technologii do praktyki lekarskiej, badania na myszach pokazały całkowitą regenerację ubytku kostnego.
Oznacza to, że w przyszłości implanty tego typu mogą pomagać pacjentom, którzy utracili duże fragmenty kości w wyniku chorób takich jak nowotwór lub w wyniku poważnych wypadków.