Исследователи создали двумерные минеральные наночастицы, которые помогают организму лечить регенерацию хряща.
Остеоартроз — это дегенеративное заболевание, поражающее 630 миллионов человек во всем мире, что составляет почти 15 процентов всего населения планеты . При остеоартрозе хрящ в кости начинает разрушаться, что может повредить нижележащую кость, вызывая боль и скованность, особенно в коленных, тазобедренных и суставах большого пальца. Частота этого заболевания увеличивается с возрастом. Лечение остеоартроза включает медикаментозную терапию, физиотерапию и трудотерапию, направленные главным образом на облегчение болевых симптомов. Для полного излечения этого заболевания необходимо восстановить поврежденные ткани сустава. Этот процесс сложен и трудоемок, поскольку хрящевая ткань в кости трудно регенерирует. Поскольку население мира стареет, срочно необходимы новые эффективные методы лечения остеоартроза.
Белковые факторы роста
Возможный метод лечения остеоартроза включает разработку и доставку белковых терапевтических препаратов, то есть белков , созданных в лаборатории для терапевтического применения. Белковые терапевтические препараты оказали значительное влияние на лечение многих заболеваний в последние десятилетия. Один из таких классов белков называется факторами роста, которые представляют собой растворимые секретируемые белки . Наш организм способен к самовосстановлению, и этот процесс может быть усилен искусственным применением факторов роста для улучшения процессов, участвующих в самовосстановлении. Однако большинство известных факторов роста быстро разрушаются, поэтому для достижения терапевтического эффекта необходимы очень высокие дозы. Исследования показали побочные эффекты высоких доз, такие как воспаление и неконтролируемое образование тканей. Применение факторов роста также очень ограничено, главным образом из-за отсутствия эффективных систем доставки или биоматериальных носителей. Факторы роста наряду с эффективными системами доставки биоматериалов имеют решающее значение в регенеративной медицине, включающей восстановление и регенерацию тканей.
Новое средство от остеоартроза на основе наносиликатов
Исследователи из Техасского университета A&M (США) поставили перед собой цель разработать новый метод лечения регенерации хряща, создав двумерные (2D) минеральные наночастицы, которые можно было бы использовать для доставки факторов роста. Эти наночастицы (или наносиликаты) обладают двумя ключевыми характеристиками – большой площадью поверхности и двойным зарядом – что облегчает присоединение факторов роста. Наносиликаты демонстрируют более высокую эффективность связывания с факторами роста, не влияя на трехмерную конформацию белка или его биологическую функцию. Они обеспечивают более длительную доставку (более 30 дней) факторов роста к мезенхимальным стволовым клеткам человека, которые затем используются для регенерации хряща путем усиления дифференцировки стволовых клеток в хрящевую ткань. Усиленная дифференцировка подтверждает высокую активность высвобождаемого белка , причем в 10 раз более низкой концентрации по сравнению с существующими методами лечения, которые используют гораздо более высокие дозы.
В этом исследовании, опубликованном в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, представлена наноинженерная система – платформа на основе наноглины, в которой наносиликаты могут использоваться в качестве носителя для обеспечения пролонгированной доставки белковых терапевтических препаратов для лечения остеоартроза. Такая система доставки на основе биоматериалов может обеспечить эффективное лечение остеоартроза за счет снижения общих затрат и минимизации негативных побочных эффектов. Эта новая платформа доставки может улучшить существующие стратегии ортопедической регенерации и оказать влияние на регенеративную медицину.
Источник (ы)
Cross LM et al 2019. Устойчивая и пролонгированная доставка белковых терапевтических средств из двумерных наносиликатов. ACS Applied Materials & Interfaces. 11. https://doi.org/10.1021/acsami.8b17733
Комментарии закрыты.