Výzkumníci vytvořili 2-rozměrné minerální nanočástice, které dodávají tělu léčbu pro regeneraci chrupavky
Osteoartróza je degenerativní onemocnění, které postihuje 630 milionů lidí na celém světě, což je téměř 15 procent celé populace planeta. Při osteoartróze se chrupavka v naší kosti začne rozpadat, což může poškodit základní kost, což způsobuje bolest a ztuhlost, zejména v kolenních, kyčelních a palcových kloubech. Výskyt tohoto stavu se zvyšuje s věkem. Léčba osteoartrózy zahrnuje léky, fyzioterapii, pracovní terapii zaměřenou hlavně na zmírnění příznaků bolesti. K úplnému vyléčení tohoto stavu je třeba opravit poškozené kloubní tkáně. Tato oprava je komplikovaná a náročná, protože chrupavková tkáň v kosti se obtížně regeneruje. Vzhledem k tomu, že světová populace stárne, jsou okamžitě zapotřebí nové účinné způsoby léčby osteoartrózy.
Růstové faktory protein
Možná léčba osteoartrózy zahrnuje návrh a dodání protein terapeutika, tzn Proteinů vyvinuté v laboratoři pro terapeutické použití. Protein terapeutika měla v posledních desetiletích zásadní vliv na mnoho nemocí. Jedna taková třída Proteinů se nazývá růstové faktory, které se vylučují v rozpustné formě Proteinů. Naše tělo je schopné samoléčby a tento proces lze umocnit umělou aplikací růstových faktorů ke zlepšení procesů spojených s samoléčením. Většina známých růstových faktorů se však rychle rozkládá, a proto je k dosažení terapeutického účinku zapotřebí velmi vysoké dávkování. Studie prokázaly nepříznivé účinky vysokých dávek, jako je zánět a nekontrolovaná tvorba tkáně. Aplikace růstových faktorů je také velmi omezená, zejména kvůli nedostatku účinných systémů dodávání nebo biomateriálových nosičů. Růstové faktory spolu s účinnými systémy dodávání biomateriálu jsou rozhodující v regenerativní medicíně zahrnující opravu a regeneraci tkání.
Nová léčba osteoartrózy založená na nanosilikátech
Výzkumníci z Texas A&M University v USA se zaměřili na vývoj nové léčby pro regeneraci chrupavky navržením dvourozměrných (2D) minerálních nanočástic, které by mohly být použity k dodávání růstových faktorů. Tyto nanočástice (neboli nanosilikáty) mají dvě klíčové vlastnosti – velký povrch a dvojí náboj – které umožňují snadnější připojení růstových faktorů. Nanosilikáty vykazují vyšší vazebnou účinnost k růstovým faktorům bez ovlivnění bílkoviny 3D konformace nebo její biologická funkce. Umožňují delší trvalé dodávání (více než 30 dnů) růstových faktorů lidským mezenchymálním kmenovým buňkám, které se pak používají při regeneraci chrupavky indukcí zvýšené diferenciace kmenových buněk na chrupavku. Zvýšená diferenciace potvrzuje vysokou aktivitu uvolněných protein a to také při 10krát nižší koncentraci ve srovnání se současnými terapiemi, které používají mnohem vyšší dávku.
Tato studie publikovaná v ACS Applied Materials & Interfaces ukazuje nanoinženýrský systém – platformu na bázi nanojílu, ve které lze nanosilikáty použít jako transportní prostředek umožňující trvalé dodávání protein terapeutika pro léčbu osteoartritidy. Takovýto dodávací systém založený na biomateriálech by mohl zajistit účinnou léčbu osteoartritidy snížením celkových nákladů a minimalizací negativních vedlejších účinků. Tato nová platforma může podpořit současné ortopedické regenerační strategie a ovlivnit regenerativní medicínu.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Cross LM et al 2019. Trvalé a prodloužené poskytování Protein Terapeutika z dvourozměrných nanosilikátů. Materiály a rozhraní ACS. 11. https://doi.org/10.1021/acsami.8b17733
