Biomimetyczne implanty w leczeniu choroby zwyrodnieniowej stawów
Zapadalność na chorobę zwyrodnieniową stawów wzrasta wraz z wiekiem. Szacuje się, że radiograficzne objawy choroby zwyrodnieniowej stawów wystąpią u 80% populacji po 65 roku życia. Etiologia choroby zwyrodnieniowej stawów jest nieznana, a istniejące metody leczenia nie są nakierowane na regenerację uszkodzonej tkanki chrzęstnej, lecz na uśmierzenie objawów. W tym celu podawane są leki przeciwbólowe lub przeciwzapalne, a w skrajnych przypadkach, jako jedyną opcję leczenia, proponuje się chirurgiczną wymianę stawu. Naukowcy pracujący w ramach finansowanego przez UE projektu "Gene activated matrices for bone and cartilage regeneration in arthritis" (GAMBA) postawili sobie za zadanie stworzenie biomimetycznego implantu do regeneracji tkanki kostnej i chrzęstnej, naśladującego przebieg procesów naturalnych. W tym celu korzystali z zestawu innowacyjnych materiałów, takich jak wektory z genem czynnika wzrostu, mezenchymalne komórki macierzyste oraz matryce ceramiczne i hydrożelowe do inicjowania gojenia kości i chrząstek. Zestaw narzędzi projektu GAMBA zasadzał się na stosowaniu mezenchymalnych komórek macierzystych i selektywnej ekspresji niektórych czynników wzrostu, dzięki którym komórki macierzyste weszłyby na określony szlak różnicowania. Czasowe regulowanie ekspresji genów było możliwe dzięki promotorom indukowanym termicznie. Przy jednoczesnej koordynacji przestrzennej wzorców ekspresji genowej naukowcy mają nadzieję opracować system złożony z elementów, które umożliwiałyby celowane leczenie stanów zapalnych a jednocześnie indukowałyby naprawę chrząstki i podchrzęstnej tkanki kostnej u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów. Uzyskany system składał się z trzech elementów, z których każdy zapewniał ekspresję jednego z trzech istotnych z punktu widzenia leczenia genów. Podział na osobne przedziały był możliwy dzięki wykorzystaniu mikro-/makroporowego dwufazowego fosforanu wapnia (MBCP™) lub hydrożelu i ekspresji czynnika osteoindukcyjnego (BMP-2), czynnika indukującego tkankę chrzęstną (TGF-beta) lub cząsteczki przeciwzapalnej (IL-10). Komórki macierzyste, w których zachodzi ekspresja tych czynników, różnicowałyby się do komórek tkanki kostnej i chrzęstnej. Mogłyby też zwalczać stan zapalny. System opracowany w projekcie GAMBA miał za zadanie odtworzenie kluczowych składników naturalnego procesu tworzenia tkanki w leczeniu zwyrodnieniowej choroby stawów z użyciem implantu. W połączeniu z innowacyjnym programem popularyzatorskim, aktywnie włączającym pacjentów do społeczeństwa, konsorcjum uzyskało bezcenne dane na temat oczekiwań pacjentów i ich perspektywy. Po udanej walidacji przedklinicznych modeli choroby zwyrodnieniowej stawów wymagane jest badanie kliniczne, w którym będzie oceniane potencjalne zastosowanie tego nowatorskiego systemu w leczeniu tej choroby.
Słowa kluczowe
Choroba zwyrodnieniowa stawów, mezenchymalne komórki macierzyste, regeneracja tkanki, zapalenie, chrząstka
