kwartalnik "Edukacja Biologiczna i Środowiskowa"

ISSN 1643-8779



Balsam na regenerację kości

Chemicy z Universität Duisburg-Essen (UDE) opracowali pastę z nanocząsteczek, która umożliwia szybszą regenerację ubytków i złamań kości. W środku syntetycznych nanocząsteczek z fosforanu wapnia znajduje się DNA zawierające dwa geny. Mogą one wnikać do komórek i stymulować syntezę białek przyspieszających wzrost kości.

Leczenie ubytków i złamań kości powstałych na skutek wypadku lub operacji usunięcia guza stanowi duże wyzwanie dla chirurgów w medycynie klinicznej. Matthias Epple, kierownik zespołu chemików odpowiedzialnego za badania nad pastą regenerującą kości, wyjaśnia że „terapie alternatywne, takie jak przeszczep kości z innych części ciała pacjenta oraz leczenie z użyciem syntetycznego fosforanu wapnia, mają skutki uboczne w postaci zwiększonego ryzyka infekcji, długiego czasu odbudowy kości, niskiej stabilności mechanicznej oraz niewłaściwej resorpcji przy tworzeniu nowej tkanki kostnej”. Zespół badaczy połączył właściwości kościotwórcze syntetycznych nanokryształów fosforanu wapnia (głównego składnika kości) z dalszą stymulacją wzrostu kości za pomocą DNA w tkankach sąsiadujących z miejscem wstrzyknięcia pasty z nanocząsteczek.

Po wstrzyknięciu w miejsce ubytku, nanocząsteczki są wchłaniane przez sąsiadujące komórki, węglan wapnia ulega rozpuszczeniu w kwaśnym środowisku lizosomów, a DNA zostaje uwolnione do wnętrza komórek. Komórki z wprowadzonym DNA zaczynają wytwarzać czynniki wzrostu, które przyspieszają wzrost kości i redukują czas potrzebny na rekonwalescencję pacjenta. Kluczowe w tej terapii są geny dwóch czynników wzrostu: białka morfogenetycznego kości (BMP-7), które stymuluje komórki kościotwórcze oraz czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF), który pobudza wzrost naczyń krwionośnych odżywiających komórki kości.

Epple spodziewa się długotrwałego efektu stymulującego wzrost kości, który będzie się utrzymywał w ciągu miesięcy, a nawet lat potrzebnych do całkowitego wyleczenia urazu. Nie będzie też konieczne robienie kolejnych zastrzyków z pastą. Badacze z UDE mają nadzieję, że ich odkrycie będzie za kilka lat wykorzystywane w traumatologii i leczeniu osteoporozy.

Rezultaty tego badania zostały opublikowane w międzynarodowym czasopiśmie RSC Advances:
DOI: http://dx.doi.org/10.1039/C3RA23450A

 

[1] S. Chernousova, J. Klesing, N. Soklakova, M. Epple, RSC Adv., 2013, DOI 10.1039/C3RA23450A

[2] http://www.uni-due.de/de/presse/meldung.php?id=7924

[3] http://www.rsc.org/chemistryworld/2013/02/dna-functionalised-bone-paste-material

 

Małgorzata Musialik, PPP IBE

Tekst pochodzi z EBiŚ 1/2013