Новая терапия поможет вылечить поврежденный суставной хрящ
Согласно исследованию, проведенному учеными Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете (Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania), новая терапия с использованием биогерметика поможет восстановить разрушенный в результате травмы хрящ. Кроме того, данный метод улучшит заживление за счёт удержания мезенхимальных стволовых клеток в области повреждения.
«Наши исследования показывают, что использование созданной нами системы на основе гидрогеля гиалуроновой кислоты, по крайней мере, временно останавливает разрушение хряща, которое обычно является последствием травм и вызывает боль в суставах.
Кроме того, мы полагаем, что применение данной терапии может помочь в создании «клейкой» поверхности для мезенхимальных стволовых клеток, которые обычно вводятся в суставы для восстановления повреждений. Этот гидрогель может эффективно взаимодействует с этими клетками для создания долговременного решения», — говорит доктор Роберт Маук (Robert Mauck), профессор ортопедической хирургии и директор лаборатории ортопедических исследований МакКея в Пенсильвании и старший автор исследования, опубликованного в Advanced Healthcare Materials.
Суставной хрящ — это ткань, покрывающая суставные поверхности костей. Он является достаточно износостойким и эластичным, чтобы смягчать удары, и достаточно скользким, чтобы предотвращать трение одной кости о другую.
К сожалению, рутинные нагрузки приводят к быстрому износу хряща, особенно при какой-либо травме, и его трудно заменить или вырастить заново. Это означает, что особенно важно, чтобы уцелевший хрящ оставался прочным и здоровым.
Для решение этой проблемы Маук совместно с ведущим автором исследования доктором Джеем Пателем (Jay Patel) разработали терапию с использованием модифицированной версии гиалуроновой кислоты, вырабатывающуюся в организме соединительной тканью, которую можно было бы вводить в поврежденный хрящ. По мнению учёных, данная терапия должна одновременно выполнять двойную функцию для сохранения хряща: укрепление и герметизацию.
«Мы можем объяснить суть данного комбинированного подхода на примере ремонта поврежденной террасы на заднем дворе», — сказал Патель. «Чтобы укрепить существующую структуру древесины, вам понадобится что-то вроде отвердителя для дерева, затем вы можете нанести герметик для дерева, чтобы предотвратить износ в будущем.
Таким же образом мы нанесли вещество, которое просачивается в поры ткани и обеспечивает укрепление, а затем «запечатали» его, направляя действие введенных стволовых клеток в сторону формирования слоя, покрывающего всю структуру».
Свиньям, использовавшимся в качестве лабораторной модели, в повреждённый хрящ ввели биогель, продемонстрировав, что он вплетается в матричную структуру, стабилизируя хрящевую ткань. Учёные также показали, что биогель сохранялся в месте инъекции не менее одной недели.
Когда живой хрящ был протестирован в лаборатории, исследователи обнаружили, что применение биогеля на основе гиалуроновой кислоты восстанавливает нормальную активность хондроцитов, клеток в хрящевой ткани. Это означало укрепление микросреды, окружающую клетки.
После этапа укрепления исследователи перешли к герметизации хряща, чтобы дальнейшая потеря ткани в области повреждения не разрушала его структуру. С этой целью команда объединила систему, основанную на гидрогеле гиалуроновой кислоты, с инъекцией мезенхимальных стволовых/стромальных клеток, чтобы способствовать образованию тонкого «живого» барьера на поверхности хряща для защиты его от дальнейшего износа.
Исследователи сравнили группу животных, получивших лечение, с контрольной группой, которые не прошли данную процедуру. Свиньи, которые подверглись терапии, продемонстрировали более толстый слой соединительной ткани, способной защитить хрящ и сохранить его функционирование.
«Мы показали, что наша инновационная технология и методология потенциально применима для решения сложных проблем лечения поврежденной хрящевой ткани, которые традиционно усложняли эту задачу», — сказал Патель. «Мы надеемся провести более масштабные исследования данного подхода на животных и перенести результаты на клинические испытания в ближайшем будущем».
