Ali je kaj trdna kost?

V torkovem jutranjem odmerku znanosti se bomo seznanili z napredkom na področju regenerativne medicine. Ameriški raziskovalni ekipi je uspelo razviti polimerni sistem za bolj lokalizirano dostavo proteina, ki spodbuja rast kosti. O odkritju so poročali v reviji Science Advances.

Človeško telo ima veliko sposobnost regeneracije poškodovanega in izgubljenega kostnega tkiva. Za to so zaslužne posebne celice v kostnini, imenovane osteoblasti. Če pa so poškodbe na kosti preobsežne, je verjetnost popolne obnove zmanjšana. V takšnih primerih je priporočljiva vgraditev kostnih nadomestkov. Ti nadomestki so lahko presajeni iz donorskega organizma ali pa so umetnega izvora. V zadnjih desetletjih smo bili priča pospešenemu razvoju umetnih tkiv za zamenjavo okvarjenih telesnih tkiv ali za izboljšanje njihovih funkcij. 

Poleg tkivnih nadomestkov poznamo tudi proteinske rastne dejavnike, ki spodbujajo rast in obnovo kostnine. Primer takšnega proteina je BMP-2, ki spodbuja nastajanje novih osteoblastov, posledično pa še nastajanje novega kostnega tkiva. Klinična uporabnost povišane krvne koncentracije proteina BMP-2 za spodbujanje rasti in celjenja kosti je že dolgo poznana, vendar ima takšen pristop pomanjkljivosti, saj lahko privede do stranskih učinkov. Najpogostejša stranska učinka sta vnetje mehkih tkiv na mestu poškodbe kosti in nepravilna rast kostnega tkiva.

Raziskovalna ekipa je ustvarila nosilne mikrodelce iz polimera heparina, na katerega se protein BMP-2 dobro veže. Mikrodelce iz heparina so nato ujeli v gel iz alginata, s čimer so ustvarili hidrogel. Takšen hidrogel so lahko enostavno nanesli na poškodovane stegnenice testnih podgan. Proteinska učinkovina se iz alginata sprošča bolj predvidljivo, poleg tega pa hidrogel tudi uspešno zaščiti protein pred telesnim metabolizmom.

Učinkovitost delovanja so dokazali tudi z računalniškim modelom, ki omogoča manipulacijo raznih parametrov, od katerih je odvisno sproščanje učinkovine. S takšnim optimiziranjem so določili nekaj najobetavnejših formulacij in dosegli robustno tvorbo kostnega tkiva z majhnim deležem nepravilne rasti.

Ugotovitve iz objave potrjujejo možnost za nadaljnje izboljšave formulacije, kot so na primer kombiniranje več učinkovin za bolj učinkovito celjenje kosti. Pot do kliničnih testiranj na ljudeh pa je še vseeno dolga.

Varno smučanje vam želi vajenec Luka.