Výskumníci vytvorili 2-rozmerné minerálne nanočastice, ktoré dodávajú telu liečbu na regeneráciu chrupavky
Artróza je degeneratívne ochorenie, ktoré postihuje 630 miliónov ľudí na celom svete, čo je takmer 15 percent celej populácie planéta. Pri osteoartritíde sa chrupavka v našej kosti začne rozpadať, čo môže poškodiť základnú kosť a spôsobiť bolesť a stuhnutosť, najmä v kolenných, bedrových a palcových kĺboch. Výskyt tohto stavu sa zvyšuje s pribúdajúcim vekom. Liečba osteoartrózy zahŕňa lieky, fyzioterapiu, pracovnú terapiu zameranú hlavne na zmiernenie symptómov bolesti. Na úplné vyliečenie tohto stavu je potrebné opraviť poškodené kĺbové tkanivá. Táto oprava je komplikovaná a náročná, pretože chrupavkové tkanivo v kosti sa ťažko regeneruje. Keďže svetová populácia starne, sú okamžite potrebné nové účinné liečby osteoartrózy.
Rastové faktory proteín
Možná liečba osteoartritídy zahŕňa návrh a dodanie proteín terapeutiká, tj proteíny vyvinuté v laboratóriu na terapeutické použitie. Protein terapeutiká mali v posledných desaťročiach veľký vplyv na mnohé choroby. Jedna takáto trieda proteíny sa nazýva rastové faktory, ktoré sú vylučované v rozpustnej forme proteíny. Naše telo je schopné samoliečby a tento proces môže byť posilnený umelou aplikáciou rastových faktorov na zlepšenie procesov podieľajúcich sa na samoliečení. Väčšina známych rastových faktorov sa však rýchlo rozkladá, a preto je na dosiahnutie terapeutického účinku potrebné veľmi vysoké dávkovanie. Štúdie ukázali nežiaduce účinky vysokých dávok, ako je zápal a nekontrolovaná tvorba tkaniva. Aplikácia rastových faktorov je tiež veľmi obmedzená, hlavne kvôli nedostatku účinných systémov dodávania alebo nosičov biomateriálov. Rastové faktory spolu s účinnými systémami dodávania biomateriálu sú rozhodujúce v regeneratívnej medicíne zahŕňajúcej opravu a regeneráciu tkaniva.
Nová liečba osteoartritídy založená na nanosilikátoch
Výskumníci z Texaskej univerzity A&M v USA sa zamerali na vývoj novej liečby na regeneráciu chrupavky navrhnutím dvojrozmerných (2D) minerálnych nanočastíc, ktoré by sa dali použiť na dodávanie rastových faktorov. Tieto nanočastice (alebo nanosilikáty) majú dve kľúčové charakteristiky – vysoký povrch a dvojitý náboj – ktoré umožňujú jednoduchšie pripojenie rastových faktorov. Nanosilikáty vykazujú vyššiu väzbovú účinnosť k rastovým faktorom bez ovplyvnenia bielkoviny 3D konformácia alebo jej biologická funkcia. Umožňujú dlhšie trvalé dodávanie (viac ako 30 dní) rastových faktorov do ľudských mezenchymálnych kmeňových buniek, ktoré sa potom používajú pri regenerácii chrupavky indukciou zvýšenej diferenciácie kmeňových buniek na chrupavku. Zvýšená diferenciácia potvrdzuje vysokú aktivitu uvoľnených proteín a to aj pri 10-násobne nižšej koncentrácii v porovnaní so súčasnými terapiami, ktoré používajú oveľa vyššiu dávku.
Táto štúdia publikovaná v Aplikované materiály a rozhrania ACS ukazuje systém vytvorený nanoinžinierstvom – platformu založenú na nanohlíne, v ktorej možno nanosilikáty použiť ako nosič umožňujúci trvalé dodávanie proteín terapeutiká na liečbu osteoartritídy. Takýto systém dodávania založený na biomateriáloch by mohol zabezpečiť účinnú liečbu osteoartritídy znížením celkových nákladov a minimalizovaním negatívnych vedľajších účinkov. Táto nová platforma dodávania môže podporiť súčasné stratégie ortopedickej regenerácie a mať vplyv na regeneratívnu medicínu.
***
Zdroj (e)
Cross LM et al 2019. Trvalé a predĺžené poskytovanie Protein Terapeutika z dvojrozmerných nanosilikátov. Materiály a rozhrania ACS. 11. https://doi.org/10.1021/acsami.8b17733
***
Komentáre sú uzavreté.