Istraživači su stvorili 2-dimenzionalne mineralne nanočestice za pružanje tretmana u tijelu za regeneraciju hrskavice
osteoartritis je degenerativna bolest koja pogađa 630 milijuna ljudi diljem svijeta što je gotovo 15 posto cjelokupne populacije na planeta. U osteoartritisu, hrskavica u našoj kosti počinje se razgrađivati i to može oštetiti temeljnu kost uzrokujući bol i ukočenost, posebno u zglobovima koljena, kuka i palca. Učestalost ovog stanja raste kako starimo. Liječenje osteoartritisa uključuje lijekove, fizioterapiju, radnu terapiju usmjerenu uglavnom na ublažavanje simptoma boli. Za potpuno liječenje ovog stanja potrebno je popraviti oštećena zglobna tkiva. Ovaj popravak je kompliciran i izazovan jer se hrskavično tkivo u kosti teško obnavlja. Kako svjetska populacija stari, odmah su potrebni novi učinkoviti tretmani za osteoartritis.
Čimbenici rasta protein
Moguće liječenje osteoartritisa uključuje dizajn i isporuku protein terapeutika tj proteini proizvedeno u laboratoriju za terapeutsku upotrebu. Protein terapija je imala veliki utjecaj na mnoge bolesti u posljednjim desetljećima. Jedna takva klasa proteini nazivaju faktori rasta koji se topljivo izlučuju proteini. Naše tijelo je sposobno samoizliječiti se i taj se proces može poboljšati umjetnom primjenom faktora rasta kako bi se poboljšali procesi uključeni u samoizlječenje. Međutim, većina poznatih čimbenika rasta brzo se razgrađuje i stoga su potrebne vrlo visoke doze za postizanje terapeutskog učinka. Studije su pokazale štetne učinke visokih doza poput upale i nekontroliranog stvaranja tkiva. Primjena faktora rasta također je vrlo ograničena uglavnom zbog nedostatka učinkovitih sustava za dostavu ili nosača biomaterijala. Čimbenici rasta zajedno s učinkovitim sustavima dostave biomaterijala ključni su u regenerativnoj medicini koja uključuje popravak i regeneraciju tkiva.
Novi tretman za osteoartritis na bazi nanosilikata
Istraživači sa Sveučilišta Texas A&M, SAD, imali su za cilj razviti novi tretman za regeneraciju hrskavice dizajnirajući dvodimenzionalne (2D) mineralne nanočestice koje bi se mogle koristiti za isporuku faktora rasta. Ove nanočestice (ili nanosilikati) posjeduju dvije ključne karakteristike – veliku površinu i dvostruki naboj – koje omogućuju lakše pričvršćivanje faktora rasta. Nanosilikati pokazuju veću učinkovitost vezanja na faktore rasta bez utjecaja na proteina 3D konformacija ili njezina biološka funkcija. Omogućuju dugotrajniju isporuku (više od 30 dana) faktora rasta ljudskim mezenhimalnim matičnim stanicama koje se zatim koriste u regeneraciji hrskavice inducirajući pojačanu diferencijaciju matičnih stanica prema hrskavici. Pojačana diferencijacija potvrđuje visoku aktivnost oslobođenog protein i to također u 10 puta nižoj koncentraciji u usporedbi s trenutnim terapijama koje koriste mnogo veće doze.
Ova studija objavljena u ACS primijenjeni materijali i sučelja prikazuje nanoinženjerski sustav – platformu temeljenu na nanoglini u kojoj se nanosilikati mogu koristiti kao sredstvo za dostavu kako bi se omogućila trajna isporuka protein terapeutika za liječenje osteoartritisa. Takav sustav isporuke temeljen na biomaterijalu mogao bi osigurati učinkovito liječenje osteoartritisa smanjenjem ukupnih troškova i minimiziranjem negativnih nuspojava. Ova nova platforma isporuke može potaknuti trenutne strategije ortopedske regeneracije i utjecati na regenerativnu medicinu.
***
{Izvorni istraživački rad možete pročitati klikom na vezu DOI koja se nalazi u nastavku na popisu citiranih izvora}
Izvor (i)
Cross LM et al 2019. Trajna i produžena isporuka Protein Terapeutici iz dvodimenzionalnih nanosilikata. ACS primijenjeni materijali i sučelja. 11. https://doi.org/10.1021/acsami.8b17733
