Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Biohacking
  • Био/​мол/​текст
  • Vitacoin

Биоактивный гидрогель восстановит хрящевую ткань

Травмы коленных суставов портят жизнь не только спортсменам, но и обычным людям, ведущим активный образ жизни. Существующие хирургические методы восстановления поврежденных хрящей дорогостоящи, вызывают осложнения и часто оказываются неэффективными в долгосрочной перспективе. Даже после успешно проведенной операции дегенерация хрящевой ткани может продолжаться и приводить к развитию болезненного артрита.

Исследователи университета Айовы, работающие под руководством доктора Джеймса Мартина (James Martin), надеются решить эту проблему с помощью разрабатываемого ими минимально инвазивного, практичного и недорогого подхода, заключающегося во введении в поврежденный сустав биоактивного гидрогеля.

Ранее авторы обнаружили в хрящевой ткани так называемые хондрогенные клетки-предшественники (ХКП), созревание которых приводит к формированию новой хрящевой ткани. Эта находка была достаточно неожиданной, так как она опровергла общепринятое мнение, согласно которому хрящевая ткань является одной из немногочисленных тканей организма человека, не способных к самовосстановлению.

Исследователи также идентифицировали молекулярные сигнальные факторы, привлекающие эти клетки из окружающей здоровой ткани в зоны повреждения и стимулирующие их превращение в новые хондроциты. Одни из этих сигналов – фактор стромальных клеток-1 (SDF1) – является своего рода приводным маяком для хондрогенных клеток-предшественников.

В рамках эксперимента авторы выделили фрагменты хрящевой ткани бедренного сустава девяти коров и культивировали их в течение 2 суток в специальной среде. После этого в хрящах были проделаны сквозные отверстия диаметром 4 миллиметра, которые заполнили гидрогелем, состоящим из фибрина и гиалуроновой кислоты и обогащенным фактором стромальных клеток-1. Это вызвало миграцию хондрогенных клеток-предшественников в зону повреждения, а последующее введение в культивационную среду трансформирующего фактора роста бета-1 обеспечило созревание этих клеток и формирование новой хрящевой ткани, полностью заполнявшей дефект.


Полученное с помощью конфокального микроскопа изображение
демонстрирует хондрогенные клетки-предшественники, мигрирующие в зону повреждения хряща
после введения гидрогеля, содержащего фактор стромальных клеток-1. Фото: University of Iowa Health Care.

Новая ткань интегрировалась в основной хрящевой фрагмент без формирования рубцов, при этом по структуре и внешнему виду она не отличалась от нормального хряща. В то же время ее механическая прочность несколько уступала прочности нормальной хрящевой ткани, однако авторы считают, что эту проблему можно решить с помощью физиотерапевтических процедур и физических упражнений.

Для трансформации нового подхода в пригодную для клинического использования терапию исследователям надо разработать гель, последовательно высвобождающий фактор стромальных клеток-1, привлекающий клетки-предшественники, и фактор роста, стимулирующий их созревание. Они планируют протестировать две технологии: введение в гель наноплазмид, кодирующих генетическую последовательность нужных факторов, или нагруженных этими факторами наносфер.

Начало доклинических исследований разработанной методики на животных моделях запланировано на ближайший год, а через пять лет авторы надеются подготовить все необходимое для проведения клинических исследований.

Статья Yin Yu et al. Use of Recombinant Human Stromal Cell–Derived Factor 1alfa–Loaded Fibrin/Hyaluronic Acid Hydrogel Networks to Achieve Functional Repair of Full-Thickness Bovine Articular Cartilage Via Homing of Chondrogenic Progenitor Cells опубликована в журнале Arthritis & Rheumatology.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru

08.05.2015

Читать статьи по темам:

биомолекулы клетки-предшественники клеточная терапия регенерация травма Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Как вырастить новую кость

Каркас из десятков слоёв биоразлагаемого полимера, по мере разрушения с заданной скоростью и в необходимом количестве высвобождающих факторы роста, позволяет в течение двух недель восстанавливать крупные дефекты костной ткани.

читать

Лечение рассеянного склероза: SOX10 – еще одна надежда

Идентификация в клетках головного мозга человека фактора транскрипции SOX10, инициирующего процесс миелинизации нервных волокон, приближает ученых к возможности лечения рассеянного склероза путем пересадки пациентам клеток мозга, синтезирующих миелин.

читать

Неиссякаемый источник миелин-продуцирующих клеток

«В пробирке» клетки-предшественники нейроглии быстро перестают делиться, и пригодных для клеточной терапии миелинизирующих олигодендроцитов получается слишком мало. Учёным удалось преодолеть этот барьер.

читать

Меняем любую группу крови на первую

Канадские биохимики с помощью метода направленной эволюции создали фермент, способный более чем в 170 раз эффективнее, чем его природный аналог, «превращать» все группы крови в первую.

читать

FOXO1 – виновник диабетических язв

Причиной медленного заживания ран у диабетиков оказалось то, что белок, «дирижирующий» процессом затягивания ран, при ненормально высокой концентрации глюкозы в крови «сходит с ума» и начинает препятствовать их заживлению.

читать

Выключатель для опухоли

Международная группа медиков обнаружила общий для многих раковых клеток набор белков, появление которых в окрестностях опухоли резко замедляет ее рост, что может быть использовано для лечения рака и облегчения жизни больным.

читать