Naujas Lietuvos mokslininkų tyrimas atskleidė perspektyvų ir netradicinį kremzlės regeneracijos metodą. Naudodami iš menstruacinio kraujo ląstelių išskirtas ekstraląstelines pūsleles, mokslininkai nustatė, kad jos gali skatinti kremzlės atsinaujinimą. Šis atradimas atveria kelią inovatyviam osteoartrito gydymo būdui.
Daugiau nei 600 milijonų žmonių visame pasaulyje serga osteoartritu. Apie 73 proc. sergančiųjų yra vyresni nei 55 metų, o 60 proc. iš jų – moterys. Dėl senstančios visuomenės, didėjančio nutukimo ir traumų skaičiaus, šios ligos paplitimas toliau augs.
Šiuo metu taikomi gydymo metodai tik malšina simptomus – skausmą ir uždegimą – tačiau nė vienas jų negali sustabdyti kremzlės nykimo ar atkurti audinių. Todėl vis daugiau dėmesio sulaukia regeneracinė medicina, paremta kamieninių ląstelių technologijomis ir audinių inžinerija, kurioje taikomi metodai gali pakeisti ar atkurti žmogaus audinius bei jų funkcijas. Pastaruoju metu, iš menstruacinio kraujo išgautos kamieninės ląstelės laikomos perspektyvesnėmis nei išgautos iš kaulų čiulpų.
„Menstruacijų kraujo kamieninės ląstelės laikomos perspektyvesnėmis nei kaulų čiulpų ląstelės dėl kelių svarbių priežasčių. Pirmiausia, jų gavimas yra visiškai neinvazinis ir paprastas, nes menstruacijų kraujas yra natūraliai pašalinama biologinė medžiaga, o kaulų čiulpų paėmimas reikalauja invazinės procedūros. Be to, menstruacijų kraujo ląstelės pasižymi dideliu proliferaciniu potencialu ir stipriu sekreciniu aktyvumu – jos aktyviai išskiria regeneraciją skatinančias molekules, taip regeneruodamos gimdos sieneles kiekvieną mėnesį. Dėl šių savybių jos tampa patraukliu šaltiniu regeneracinei medicinai, ypač kai svarbus saugumas ir prieinamumas“, – sako dr. Ilona Uzielienė, Kauno technologijos universiteto (KTU) Cheminės technologijos fakulteto tyrėja.
Veikia net ir vyresnio amžiaus pacienčių kremzlės audinius
Biomedicinos ir chemijos sričių mokslininkai iš skirtingų Lietuvos mokslo institucijų tyrė ekstraląstelinių pūslelių (EV), išgautų iš sveikų, reprodukcinio amžiaus moterų menstruacinio kraujo, potencialą. Pasak dr. I. Uzielienės, EV yra labai mažos ląstelių išskiriamos dalelės-pūslelės, kurios leidžia ląstelėms tarpusavyje bendrauti.
Eksperimente buvo naudojami trijų donorių menstruacinio kraujo mėginiai bei pooperacinė medžiaga – audinių mėginiai, paimti iš dešimties osteoartritu sergančių moterų. Tyrime buvo naudojami biomimetiniai karkasai – struktūros, kurios stabilizuoja EV ir padeda joms sąveikauti su ląstelėmis.
„Labiausiai nustebino tai, kad terapija veikė vyresnių, po menopauzės esančių moterų kremzlės ląsteles, kurių natūralus regeneracinis pajėgumas yra gerokai sumažėjęs, o lytinių hormonų receptorių išlieka tik pėdsakai. Nepaisant to, EV ne tik pagerino kremzlės ląstelių funkciją ir sulėtino audinių irimą, bet ir padidino progesterono receptorių raišką šiose ląstelėse, kas yra svarbu atkuriant jų jautrumą hormoniniams signalams“, – teigia dr. I. Uzielienė.
Pagrindinė šio tyrimo naujovė – siūloma beląstelinė (angl. cell-free) terapija, paremta ne pačiomis ląstelėmis, o jų išskiriamomis pūslelėmis, kurios gali aktyvuoti regeneraciją, nesukeldamos jokių pašalinių komplikacijų.
Biomimetiniai karkasai – esminė terapijos dalis
Kadangi ekstraląstelinės pūslelės yra trapios ir greitai suyra, mokslininkai dirba ne tik ties biologinio poveikio patvirtinimu, bet lygiagrečiai kuriami ir technologiniai sprendimai – biomimetiniai karkasai, kurie galėtų pūsleles apsaugoti ir palaipsniui išskirti, sąnariui judant ar patiriant spaudimą. Tokie karkasai galėtų prailginti jų veikimą, pagerinti gydymo rezultatus ir atverti naujas galimybes kremzlės atkūrimui bei osteoartrito gydymui.
„Kuriant biomimetinius karkasus, didžiausias iššūkis yra tai, kad medžiaga turi būti tobula visais aspektais – chemiškai stabili, mechaniškai tvirta, biologiškai suderinama ir tinkama praktiniam pritaikymui. Tai ypač sudėtinga kalbant apie kremzlę, nes reikia atkartoti tiek jos natūralią struktūrą, tiek atsparumą mechaniniam krūviui“, – sako dr. Edvinas Krugly, KTU Cheminės technologijos fakulteto vyresnysis tyrėjas.
Pasak jo, regeneracinėje medicinoje tarpdisciplininis bendradarbiavimas – būtinas. Chemikas, biomedicininių medžiagų mokslininkas gali sukurti naują medžiagą, tačiau be ląstelių biologų, gydytojų, bioinžinierių ir farmacijos specialistų neįmanoma pilnai suprasti jos poveikio, klinikinės reikšmės ar praktinio pritaikymo.
„Mane ši sritis patraukė dėl to, kad norėjau kurti naujus tyrimų ir gydymo metodus. Naujas gydymo būdas nebūtinai reiškia naują vaistą – kartais proveržis įvyksta, sukūrus naują biomedicininę medžiagą ar platformą, leidžiančią tiksliau, saugiau ir efektyviau pristatyti vaistus, ląsteles ar ląstelių daleles, tokias, kaip ekstraląstelinės pūslelės“, – teigia dr. E. Krugly.
Biomimetinės medžiagos padeda geriau atkurti natūralią audinių aplinką, prailgina bioaktyvių molekulių veikimą ir skatina regeneracinės medicinos pažangą. Šiame kontekste biomimetinis karkasas nėra tik pagalbinė struktūra, bet esminė terapijos dalis.
Straipsnis apie aukščiau aprašytą tyrimą buvo paskelbtas „Scientific Reports“ ir yra prieinamas čia.
Pranešimą paskelbė: Mantas Lapinskas, Kauno technologijos universitetas
