Οι ερευνητές δημιούργησαν δισδιάστατα ορυκτά νανοσωματίδια για να προσφέρουν θεραπεία στο σώμα για την αναγέννηση του χόνδρου
Οστεοαρθρίτιδα είναι μια εκφυλιστική ασθένεια που επηρεάζει 630 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως, που είναι σχεδόν το 15 τοις εκατό του συνολικού πληθυσμού πλανήτης. Στην οστεοαρθρίτιδα, ο χόνδρος στα οστά μας αρχίζει να σπάει και αυτό μπορεί να βλάψει το υποκείμενο οστό προκαλώντας πόνο και δυσκαμψία, ειδικά στις αρθρώσεις του γόνατος, του ισχίου και του αντίχειρα. Η συχνότητα αυτής της πάθησης αυξάνεται καθώς γερνάμε. Οι θεραπείες για την οστεοαρθρίτιδα περιλαμβάνουν φάρμακα, φυσιοθεραπεία, εργοθεραπεία που στοχεύουν κυρίως στην ανακούφιση των συμπτωμάτων του πόνου. Για να αντιμετωπιστεί πλήρως αυτή η κατάσταση, οι κατεστραμμένοι ιστοί των αρθρώσεων πρέπει να επισκευαστούν. Αυτή η επισκευή είναι περίπλοκη και προκλητική καθώς ο ιστός χόνδρου στο οστό είναι δύσκολο να αναγεννηθεί. Καθώς ο παγκόσμιος πληθυσμός γερνάει, χρειάζονται άμεσα νέες αποτελεσματικές θεραπείες για την οστεοαρθρίτιδα.
Παράγοντες ανάπτυξης πρωτεΐνη
Μια πιθανή θεραπεία της οστεοαρθρίτιδας περιλαμβάνει το σχεδιασμό και την παροχή πρωτεΐνη θεραπευτική δηλ πρωτεΐνες κατασκευασμένο σε εργαστήριο για θεραπευτική χρήση. Πρωτεΐνη Οι θεραπείες είχαν σημαντικό αντίκτυπο σε πολλές ασθένειες τις τελευταίες δεκαετίες. Μια τέτοια κατηγορία πρωτεΐνες ονομάζεται αυξητικοί παράγοντες οι οποίοι εκκρίνονται διαλυτά πρωτεΐνες. Το σώμα μας είναι ικανό να αυτοθεραπεύεται και αυτή η διαδικασία μπορεί να ενισχυθεί με τεχνητή εφαρμογή αυξητικών παραγόντων για τη βελτίωση των διαδικασιών που εμπλέκονται στην αυτοθεραπεία. Ωστόσο, οι περισσότεροι από τους γνωστούς αυξητικούς παράγοντες διασπώνται γρήγορα και επομένως απαιτείται πολύ υψηλή δόση για να επιτευχθεί ένα θεραπευτικό αποτέλεσμα. Μελέτες έχουν δείξει ανεπιθύμητες ενέργειες της υψηλής δόσης όπως φλεγμονή και ανεξέλεγκτος σχηματισμός ιστών. Η εφαρμογή αυξητικών παραγόντων είναι επίσης πολύ περιορισμένη, κυρίως λόγω της έλλειψης αποτελεσματικών συστημάτων παροχής ή φορέων βιοϋλικών. Οι αυξητικοί παράγοντες μαζί με τα αποτελεσματικά συστήματα παροχής βιοϋλικών είναι κρίσιμοι στην αναγεννητική ιατρική που περιλαμβάνει επισκευή και αναγέννηση ιστών.
Μια νέα θεραπεία για την οστεοαρθρίτιδα βασισμένη σε νανοπυριτικά
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Texas A&M των ΗΠΑ στόχευσαν να αναπτύξουν μια νέα θεραπεία για την αναγέννηση του χόνδρου σχεδιάζοντας δισδιάστατα (2D) ορυκτά νανοσωματίδια που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την παροχή αυξητικών παραγόντων. Αυτά τα νανοσωματίδια (ή νανοπυριτικά) διαθέτουν δύο βασικά χαρακτηριστικά – υψηλή επιφάνεια και διπλό φορτίο – που επιτρέπουν την ευκολότερη προσκόλληση των αυξητικών παραγόντων. Τα νανοπυριτικά άλατα παρουσιάζουν υψηλότερη δεσμευτική αποτελεσματικότητα στους αυξητικούς παράγοντες χωρίς να επηρεάζουν τους πρωτεΐνες τρισδιάστατη διαμόρφωση ή βιολογική λειτουργία της. Επιτρέπουν μεγαλύτερη παρατεταμένη παράδοση (περισσότερες από 3 ημέρες) αυξητικών παραγόντων σε ανθρώπινα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για την αναγέννηση του χόνδρου προκαλώντας ενισχυμένη διαφοροποίηση των βλαστοκυττάρων προς τον χόνδρο. Η ενισχυμένη διαφοροποίηση επιβεβαιώνει την υψηλή δραστηριότητα του απελευθερωμένου πρωτεΐνη και αυτό επίσης σε 10 φορές χαμηλότερη συγκέντρωση σε σύγκριση με τις τρέχουσες θεραπείες που χρησιμοποιούν πολύ υψηλότερη δόση.
Αυτή η μελέτη δημοσιεύτηκε στο ACS Εφαρμοσμένα Υλικά & Διεπαφές δείχνει ένα σύστημα νανομηχανικής – μια πλατφόρμα που βασίζεται σε νανοπηλό στην οποία τα νανοπυριτικά άλατα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως όχημα παράδοσης για να καταστεί δυνατή η διαρκής παράδοση πρωτεΐνη θεραπευτικά για τη θεραπεία της οστεοαρθρίτιδας. Ένα τέτοιο σύστημα παροχής που βασίζεται σε βιοϋλικά θα μπορούσε να εξασφαλίσει αποτελεσματική θεραπεία της οστεοαρθρίτιδας μειώνοντας το συνολικό κόστος και ελαχιστοποιώντας τις αρνητικές παρενέργειες. Αυτή η νέα πλατφόρμα παροχής μπορεί να ενισχύσει τις τρέχουσες στρατηγικές ορθοπεδικής αναγέννησης και να επηρεάσει την αναγεννητική ιατρική.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Cross LM et al 2019. Sustained and Prolonged Delivery of Πρωτεΐνη Θεραπευτικά από δισδιάστατα νανοπυριτικά. Εφαρμοσμένα Υλικά & Διεπαφές ACS. 11. https://doi.org/10.1021/acsami.8b17733
