Регенеративная медицина — это дисциплина, которая постоянно растет и охватывает целый арсенал терапевтических стратегий, начиная от рекомбинантных белков и стволовых клеток вплоть до материалов и матриц, предназначенных для высвобождения лекарств и факторов роста. Группа NanoBioCel на фармацевтическом факультете UPV/EHU разработала один из этих каркасов или матриц для случаев критических дефектов кости, которые могут возникнуть в таких ситуациях, как ожоги, травмы или экстракция опухолей. Эти каркасы предназначены для временной замены матрицы кости и помогают регенерировать костную ткань. Исследователи предприняли шаги, чтобы сделать материал биодеградируемым и снизить риск отторжения.

«Мы прибегли к побочному продукту — желатину, который образуется при обработке коллагена, поскольку он оказался менее цитотоксичным, чем сам коллаген, но сохраняет свойства, которые мы искали», — пояснил Пелло Санчес, член Группы NanoBioCel. Кроме того, для полимеризации белков в желатине и сплоченности лесов они использовали молекулу, экстрагированную из генетина, плода гардении, «потому что он менее токсичен для клеток».

Помимо способности поддерживать мезенхимные стволовые клетки, которые отвечают за регенерацию костной матрицы, исследователи решили предоставить материал, способный удерживать и высвобождать факторы роста, подходящие для пути и количества, необходимого в каждый момент.

«Это белки, которые способны сигнализировать клеткам, что они должны делать, и они улучшают процесс регенерации», — объяснил исследователь. — «Каркасы должны иметь подходящие профили высвобождения, чтобы имитировать то, что происходит в организме. Мы работали с двумя факторами роста, чрезвычайно важными для регенерации кости, которые были выпущены в течение первых двух дней после травмы».

Перспективные результаты даже в доклинических исследованиях

После того как каркасы были спроектированы, их подвергли множеству тестов и процессов, чтобы исследовать их свойства, биосовместимость и возможную цитотоксичность. «Результаты оказались удовлетворительными во всех тестах, и в одном из тестов клетки реагировали даже лучше, чем ожидалось. У нас был ряд клеток, выращенных в обычной среде, и мы разместили на них каркас, чтобы посмотреть, не вызывает ли контакт токсичность или гибель клеток. Когда мы подняли каркас, мы увидели, что по всей поверхности, которая соприкасалась с ним, был создан промежуток. Сначала мы думали, что могло иметь место отмирание клеток, но затем мы поняли, что клетки мигрировали к каркасу и что они предпочитали желатин пластику, в котором они были выращены», — сказал Санчес.

Что касается выпуска факторов роста, Санчес сказал: «Мы также достигли цели подражать тому, что происходит в природе. Фактор роста, который должен был быть выпущен в течение первых нескольких дней, был фактически выпущен в течение первых 24 часов. Это SHH, белок, который высвобождается в очень специфические моменты в очень специфических местах и ​​в очень малых количествах. В случаях переломов костей он вырабатывается только в течение первых двух дней и его функция заключается в активации различных генов, присутствующих в соседних клетках, которые способствуют регенерации кости».

Второй фактор роста, VEGF, также высвобождался в соответствии с тем, как это происходит в организме. «В этом случае, это белок, который вызывает ангиогенез, другими словами, он вызывает образование кровеносных сосудов, а также привлекает клетки для оказания помощи в производстве костной ткани».

Это исследование является первой частью проекта, в котором доклинические исследования на животных уже были проведены. «У них были многообещающие результаты, которые находятся в процессе публикации. Мы даже предложили новую модель для проведения этих тестов на животных. С этого момента мы сможем постепенно улучшить то, чего мы достигли до сих пор, например, добавить другие элементы, такие как кальций или другие факторы роста, которые усиливают регенерацию», — заключил исследователь.