Възстановяване на хрущяла Вложка - от наука към здраве
Подзаглавие
Биоинженеринг за спасяване на нашите стави
За разлика от костите, хрущялът се регенерира малко и зараства трудно. Много подходи за биоинженерство се тестват за справяне с този проблем, особено при лечението на остеоартрит. Те използват клетъчно инженерство (особено със стволови клетки), биоматериали, които служат като опора, или дори 3D печат.
Време за четене
15 минути
Последна актуализация
11.01.16
Досие, изготвено в сътрудничество с Жером Гише, директор на лабораторията за остеоартикуларна и зъботехническа инженерия (Inserm unit 791), ръководител на екипа на STEP (скелетна физиопатология и ставна регенеративна медицина), Нант
Разберете проблема
Тъкани, лишени от нерви и съдове
Хрущялът е тъкан, чиято функция е по същество да предава и разпределя натоварванията, когато ставите са под напрежение. Той действа като вид сачмен лагер и амортисьор между костните краища, придружаващ всяко наше усилие и движение. Неговите клетки, наречени хондроцити, са вградени в изобилна извънклетъчна матрица, съставена главно от колагенови влакна и протеогликани (полизахариди, които лесно задържат вода).
За разлика от костта, която има значителни лечебни свойства, хрущялът се регенерира малко и зараства трудно. Характерната особеност на хрущяла е, че той не е нито инервиран, нито васкуларизиран: липсата на нерви и особено на съдовете обяснява защо е трудно да се възстанови спонтанно в зряла възраст. Нашият хрущялен капитал обаче е крехък, подложен на травми и различни възпалителни (артрит) или дегенеративни (артроза) патологии. Справянето с този проблем е истинско предизвикателство за изследователите, особено в контекста на застаряващото население.
Хрущялни болести: истинско предизвикателство за медицината
Смята се, че 4,6 милиона души страдат от остеоартрит във Франция, брой, който непрекъснато се увеличава поради удължаването на продължителността на живота и някои рискови фактори, които са все по-често срещани сред населението (като затлъстяване). Съвременните лечения за остеоартрит са само симптоматични. Противовъзпалителните лекарства и аналгетици облекчават временно пациента, но те нямат ефект върху прогресирането на заболяването. Тези лекарства имат понякога и тежки странични ефекти, като по този начин ограничават продължителната им употреба.
В допълнение към артрозата, която е дегенеративно заболяване, което причинява прогресивно износване, хрущялът е обект на много други патологии, някои от които са възпалителни, като ревматоиден артрит. Той може също да бъде обект на множество наранявания в случай на твърде повтарящи се или твърде интензивни усилия, по-специално на спортното население, или дори на някои изложени професии.
Защитете и възстановете хрущяла
За задоволяване нуждите на пациенти с хрущялни лезии са разработени няколко хирургични техники. Сред тях, автоложна ставна трансплантация на хондроцити (взето от самия пациент), самостоятелно или в комбинация с носители или биоматериали, е показал изключително обещаващи резултати. Въпреки това, той се сблъсква с много ограничения: трудности при отстраняването на клетките, които трябва да бъдат трансплантирани, и използването им, понякога лошо възстановяване на увредената тъкан, променливост в отговора на пациентите. Също така изследователите търсят по-задоволителни решения. Напоследък възможността за използване на назални хондроцити, свързани с колагенова мембрана, като алтернатива на ставните хондроцити, е обект на клинично изпитване фаза 1 и показва много обещаващи резултати.
Друга стратегия, нагоре по веригата, е свързана с молекулярно биоинженерство: състои се от се противопоставят на дегенерацията на хрущяла, чрез определяне на ранните молекулярни механизми, които влияят на неговото разграждане. Потенциалните цели за проектиране на лекарства против остеоартрит са протеини и медиатори, които играят активна роля в процесите на остеоартрит. Някои възпалителни цитокини, които са вид посланици между клетките, играят важна роля например при заболявания на остеоартрозата. Разбирането на точните им роли в инициирането и прогресирането на болестта може да помогне за проектирането на целеви лекарства. Наскоро изследователите идентифицираха няколко молекули, които играят важна роля в хомеостазата на хрущяла: HIF-α (за индуцируеми от хипоксия фактори-α), TGF-β (за трансформиращ растежен фактор-β) и цинк. Все още обаче е твърде рано да се каже дали тези открития ще доведат до нови терапевтични стратегии.
Заедно с идентифицирането на нови терапевтични цели за лечение на остеоартрит, в ход са и няколко клинични изпитвания клетъчно биоинженерство. Идеята е даинжектирайте мезенхимни стволови клетки (MSCs) в увредените региони, за да предизвика тяхната регенерация. Тези клетки имат свойства за самообновяване и способността да се диференцират в няколко клетъчни типа, включително хондроцити. Освен това те отделят фактори, благоприятни за регенерацията на хрущяла. МСК се намират в различни тъкани, някои от които са лесно достъпни: костен мозък, мастна тъкан или дори пъпна кръв. Текат фази 1 или 2 при остеоартрит при мъже, като проучването ADIPOA. Постигнати са обещаващи ефекти, особено върху болката.