Raziskovalci so ustvarili 2-dimenzionalne mineralne nanodelce za zagotavljanje zdravljenja v telesu za regeneracijo hrustanca
Osteoartritis je degenerativna bolezen, ki prizadene 630 milijonov ljudi po vsem svetu, kar je skoraj 15 odstotkov celotne populacije na planet. Pri osteoartritisu začne hrustanec v naši kosti razpadati, kar lahko poškoduje spodnjo kost, kar povzroči bolečino in togost, zlasti v sklepih kolena, kolka in palca. Pogostnost tega stanja narašča s staranjem. Zdravljenje osteoartritisa vključuje zdravila, fizioterapijo, delovno terapijo, namenjeno predvsem lajšanju simptomov bolečine. Za popolno zdravljenje tega stanja je treba popraviti poškodovana sklepna tkiva. To popravilo je zapleteno in zahtevno, saj je hrustančno tkivo v kosti težko obnoviti. Ker se svetovno prebivalstvo stara, so takoj potrebna nova učinkovita zdravljenja osteoartritisa.
Faktorji rasti beljakovine
Možno zdravljenje osteoartritisa vključuje načrtovanje in dostavo beljakovine terapevtiki, tj beljakovin izdelano v laboratoriju za terapevtsko uporabo. Beljakovine terapevtika je imela v zadnjih desetletjih velik vpliv na številne bolezni. En tak razred beljakovin imenujemo rastni faktorji, ki se izločajo topno beljakovin. Naše telo je sposobno samozdravljenja in ta proces je mogoče izboljšati z umetno uporabo rastnih faktorjev za izboljšanje procesov, ki sodelujejo pri samozdravljenju. Vendar pa se večina znanih rastnih faktorjev hitro razgradi, zato so za doseganje terapevtskega učinka potrebni zelo visoki odmerki. Študije so pokazale škodljive učinke visokih odmerkov, kot sta vnetje in nenadzorovana tvorba tkiva. Tudi uporaba rastnih faktorjev je zelo omejena predvsem zaradi pomanjkanja učinkovitih dostavnih sistemov ali nosilcev biomateriala. Rastni faktorji skupaj z učinkovitimi sistemi dostave biomateriala so ključni v regenerativni medicini, ki vključuje popravilo in regeneracijo tkiv.
Novo zdravljenje osteoartritisa na osnovi nanosilikatov
Raziskovalci na teksaški univerzi A&M v ZDA so želeli razviti novo zdravljenje za regeneracijo hrustanca z oblikovanjem dvodimenzionalnih (2D) mineralnih nanodelcev, ki bi jih lahko uporabili za zagotavljanje rastnih faktorjev. Ti nanodelci (ali nanosilikati) imajo dve ključni značilnosti – visoko površino in dvojni naboj – ki omogočata lažjo pritrditev rastnih faktorjev. Nanosilikati kažejo večjo učinkovitost vezave na rastne faktorje, ne da bi vplivali na beljakovine 3D konformacija ali njena biološka funkcija. Omogočajo daljšo trajno dostavo (več kot 30 dni) rastnih faktorjev človeškim mezenhimskim izvornim celicam, ki se nato uporabijo pri regeneraciji hrustanca z induciranjem okrepljene diferenciacije matičnih celic proti hrustancu. Okrepljena diferenciacija potrjuje visoko aktivnost sproščenega beljakovine in to tudi pri 10-krat nižji koncentraciji v primerjavi s trenutnimi terapijami, ki uporabljajo veliko večji odmerek.
Ta študija, objavljena v Uporabljeni materiali in vmesniki ACS prikazuje nanoinženirski sistem – platformo na osnovi nanogline, v kateri se nanosilikati lahko uporabljajo kot dostavno sredstvo za omogočanje trajne dostave beljakovine terapevtiki za zdravljenje osteoartritisa. Tak sistem dostave na osnovi biomateriala bi lahko zagotovil učinkovito zdravljenje osteoartritisa z zmanjšanjem skupnih stroškov in minimiziranjem negativnih stranskih učinkov. Ta nova platforma za dostavo lahko spodbudi trenutne strategije ortopedske regeneracije in vpliva na regenerativno medicino.
***
{Izvirno raziskovalno nalogo lahko preberete s klikom na spodnjo povezavo DOI na seznamu citiranih virov}
Vir (i)
Cross LM et al 2019. Trajna in podaljšana dostava Beljakovine Terapevtiki iz dvodimenzionalnih nanosilikatov. Uporabljeni materiali in vmesniki ACS. 11. https://doi.org/10.1021/acsami.8b17733
