iki yenilikçi yeni gelişme, bozulmuş kıkırdağın onarılabileceğini ve yeniden büyütülebileceğini
İÇİNDEKİLER
iki yenilikçi yeni gelişme, bozulmuş kıkırdağın onarılabileceği ve yeniden büyütülebileceği
Dans eden moleküller’ ve ‘lastiksi yapışkan madde’ içeren hızla yeniden büyüyen kıkırdak
Aynı laboratuvardan çıkan iki yenilikçi yeni gelişme, bozulmuş kıkırdağın onarılabileceğini ve yeniden büyütülebileceğini gösterdi;
-Önce doku rejenerasyonu için gereken proteinleri hedeflemek için “dans eden moleküller” kullanılarak,
-Sonra da kıkırdak büyümesini teşvik etmek için iskele görevi gören bir hibrit biyomalzeme yardımıyla.
Doğanın kendi başına yapamayacağı şeyi yapma potansiyeline sahipler – kıkırdak yeniden büyütme – bu, osteoartrit dahil olmak üzere her türlü eklem ağrısını hafifletmek ve ayrıca total diz rekonstrüksiyonları gibi büyük ameliyatları ortadan kaldırmak için kullanılabilir.
–Northwestern Üniversitesi’nden baş araştırmacı Samuel Stupp: “Kıkırdak eklemlerimizde kritik bir bileşendir. Kıkırdak zamanla hasar gördüğünde veya parçalandığında, insanların genel sağlığı ve hareket kabiliyeti üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir. Sorun şu ki, yetişkin insanlarda kıkırdak, doğal olarak iyileşme yeteneğine sahip değildir. Yeni terapimiz, doğal olarak yenilenmeyen bir dokuda onarımı başlatabilir. Tedavimizin ciddi, karşılanmamış bir klinik ihtiyacı gidermeye yardımcı olabileceğini düşünüyoruz.”
Koyun eklemlerindeki hasarlı kıkırdakların yeniden büyümesi için kullanılan hibrit biyomalzeme denemesi, hücreler için güçlü sinyaller içeren yüz binlerce molekül içeren sentetik nanofiberler veya “dans eden moleküller” kullanılarak yapılan çalışmanın hemen ardından geldi.
Stupp ve ekibi, kimyasal yapılarını “dans etmek” veya hızla hareket etmek için değiştirerek, bu moleküllerin hücresel reseptörleri hızla bulup onlarla etkileşime girebildiğini buldu. Vücudun içinde, nanofiberler çevredeki dokunun hücre dışı matrisiyle hizalanır ve doğal hücresel iletişimi taklit eder.
–Stupp: “Hücresel reseptörler sürekli hareket halindedir.. Moleküllerimizi hareket ettirerek, ‘dans ettirerek’ veya hatta geçici olarak bu yapılardan sıçratarak, supramoleküler polimerler olarak bilinen, reseptörlerle daha etkili bir şekilde bağlantı kurabilirler.”
Ekip, vücudun her yerinde bulunan ve kıkırdak (ve kemik) büyümesinde önemli olan dönüştürücü büyüme faktörü beta-1 (TGFb-1) proteinini hedeflemek için dairesel bir peptit geliştirdi. Yavaş hareket eden molekülleri “dans eden” yapıyla karşılaştırdıklarında, araştırmacılar ikincisinin TGFb-1 reseptörlerini aktive etmede önemli ölçüde daha etkili olduğunu buldular.
-Stupp: “Üç gün sonra, daha hareketli moleküllerin uzun montajlarına maruz kalan insan hücreleri, kıkırdak rejenerasyonu için gerekli protein bileşenlerinden daha fazla miktarda üretti. Kıkırdak matrisindeki bileşenlerden biri olan kolajen II’nin üretimi için, TGF-beta1 reseptörünü aktive eden siklik peptidi içeren dans eden moleküller, biyolojik sistemlerde bu işlevi gören doğal proteinden bile daha etkiliydi.”
Ekip şu anda bu dans eden moleküller sistemini yenilenen kemik üzerinde test ediyor ve sonuçları bu yılın ilerleyen zamanlarında yayınlanacak.
-Ekip ayrıca bu gelişmeyi omurilik onarımı için klinik denemeye taşımayı umuyor.
Ancak, Stupp laboratuvarından çıkan tek keşif bu değil, koyun eklemlerinde kıkırdak yenilenmesini gören başka bir yaklaşım da var.
İkinci çalışmada, dans eden moleküller yerine, ekip, o çok önemli TGFb-1 proteinine bağlanan biyoaktif bir peptit ve eklemler de dahil olmak üzere vücudun bileşenlerini yağlayan doğal yapışkan madde olan modifiye edilmiş hyaluronik asitten oluşan bir hibrit biyomalzeme geliştirdi.
-Stupp: “Birçok kişi hyaluronik asitle aşinadır çünkü cilt bakım ürünlerinde popüler bir bileşendir.. Ayrıca eklemler ve beyin de dahil olmak üzere insan vücudundaki birçok dokuda doğal olarak bulunur. Kıkırdakta bulunan doğal polimerlere benzediği için onu seçtik.”
Ekip, bu biyomalzemeyi, kıkırdağın doğal yapısını taklit ederek nanoölçekli lif organizasyonunu demetler halinde uyarmak için kullandı. Bu, esasen vücudun hücrelerini üzerinde kıkırdak dokusu yenilemeye teşvik edecek biyo-dostu bir iskele oluşturdu.
Bu ‘lastiksi yapışkan’ biyomalzeme koyunun hasarlı diz kıkırdağına yerleştirildi ve altı ay içinde doku, doğal biyopolimerlerden (kolajen II ve proteoglikanlar) oluşan yeni kıkırdak büyümesinin yanı sıra gelişmiş bir onarım gösterdi. Bu, yapay iskele doğal olarak parçalanırken yeni kıkırdak yapısının sağlam kalmasıyla, daha önce hasar görmüş eklemde ağrısız hareket ve etkili bir stabilite ile sonuçlandı.
–Stupp: “Bir koyun modeli üzerinde yapılan bir çalışma, tedavinin insanlarda nasıl işe yarayacağını daha iyi tahmin ediyor. Diğer daha küçük hayvanlarda, kıkırdak rejenerasyonu çok daha kolay gerçekleşir.”
Ekip, bu kalın macun benzeri biyomalzemenin, mevcut mikro kırık prosedürlerine kıyasla kıkırdak onarımını teşvik etmek için daha az invaziv bir yol olarak cerrahide kullanılabileceğine inanıyor.
–Stupp: “Mikro kırık yaklaşımındaki temel sorun, genellikle işlevsel eklemlere sahip olmak için ihtiyaç duyduğumuz hiyalin kıkırdak yerine, kulaklarımızdaki kıkırdak olan fibrokartilajın oluşumuyla sonuçlanmasıdır,” dedi. “Hiyalin kıkırdağı yenileyerek yaklaşımımız aşınma ve yıpranmaya karşı daha dirençli olmalı, uzun vadede zayıf hareketlilik ve eklem ağrısı sorununu çözerken aynı zamanda büyük donanım parçalarıyla eklem rekonstrüksiyonuna olan ihtiyacı da ortadan kaldırmalıdır.”
İlk çalışma The Journal of the American Chemical Society dergisinde yayımlanırken , biyomalzeme çalışması ise Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlandı .
About The Author
