Forskere har laget 2-dimensjonale mineralnanopartikler for å levere behandling i kroppen for bruskregenerering
artrose er en degenerativ sykdom som rammer 630 millioner mennesker over hele verden, som er nesten 15 prosent av hele befolkningen på planet. Ved slitasjegikt begynner brusk i beinet vårt å bryte ned, og dette kan skade det underliggende beinet og forårsake smerte og stivhet, spesielt i kne-, hofte- og tommelledd. Forekomsten av denne tilstanden øker etter hvert som vi blir eldre. Behandlinger for slitasjegikt inkluderer medisiner, fysioterapi, ergoterapi målrettet hovedsakelig for å lindre smertesymptomer. For å behandle denne tilstanden fullstendig, må skadet leddvev repareres. Denne reparasjonen er komplisert og utfordrende ettersom bruskvev i beinet er vanskelig å regenerere. Ettersom verdens befolkning blir eldre, er det umiddelbart behov for nye effektive behandlinger for slitasjegikt.
Vekstfaktorer protein
En mulig behandling av artrose innebærer design og levering av protein terapi dvs proteiner utviklet i laboratoriet for terapeutisk bruk. Protein terapi har hatt stor innvirkning på mange sykdommer de siste tiårene. En slik klasse av proteiner kalles vekstfaktorer som er løselig utskilt proteiner. Kroppen vår er i stand til selvhelbredelse, og denne prosessen kan forsterkes ved kunstig bruk av vekstfaktorer for å forbedre prosesser involvert i selvhelbredelse. Imidlertid brytes de fleste av de kjente vekstfaktorene raskt ned og derfor kreves det svært høye doser for å oppnå en terapeutisk effekt. Studier har vist negative effekter av høye doser som betennelse og ukontrollert vevsdannelse. Anvendelsen av vekstfaktorer er også svært begrenset, hovedsakelig på grunn av mangel på effektive leveringssystemer eller biomaterialbærere. Vekstfaktorer sammen med effektive leveringssystemer for biomaterialer er avgjørende i regenerativ medisin som involverer vevsreparasjon og regenerering.
En ny behandling for slitasjegikt basert på nanosilikater
Forskere ved Texas A&M University, USA hadde som mål å utvikle en ny behandling for bruskregenerering ved å designe todimensjonale (2D) mineralnanopartikler som kan brukes til å levere vekstfaktorer. Disse nanopartikler (eller nanosilikater) har to nøkkelegenskaper - høyt overflateareal og dobbel ladning - som muliggjør lettere festing av vekstfaktorer. Nanosilikater viser høyere bindingseffekt til vekstfaktorer uten å påvirke proteiner 3D-konformasjon eller dens biologiske funksjon. De tillater lengre vedvarende levering (mer enn 30 dager) av vekstfaktorer til humane mesenkymale stamceller som deretter brukes til regenerering av brusk ved å indusere forbedret differensiering av stamceller mot brusk. Forbedret differensiering bekrefter høy aktivitet hos de utgitte protein og det også ved 10 ganger lavere konsentrasjon sammenlignet med nåværende terapier som bruker mye høyere dose.
Denne studien publisert i ACS-anvendte materialer og grensesnitt viser et nanokonstruert system – en nanoleirebasert plattform der nanosilikater kan brukes som et transportmiddel for å muliggjøre vedvarende levering av protein terapi for behandling av slitasjegikt. Et slikt biomaterialbasert leveringssystem kan sikre effektiv behandling av slitasjegikt ved å redusere de totale kostnadene og minimere negative bivirkninger. Denne nye leveringsplattformen kan øke gjeldende ortopediske regenereringsstrategier og påvirke regenerativ medisin.
***
{Du kan lese den originale forskningsoppgaven ved å klikke på DOI-lenken nedenfor i listen over siterte kilder}
Source (s)
Cross LM et al 2019. Vedvarende og forlenget levering av Protein Terapeutiske midler fra todimensjonale nanosilikater. ACS anvendte materialer og grensesnitt. 11. https://doi.org/10.1021/acsami.8b17733
