3D-биоматериал в качестве «губки» для стволовых клеток обращает вспять артрит

Дизайн 3D-биоматериального каркаса для медленного высвобождения стволовых клеток обеспечивает их удержание в месте имплантации, что снимает боль и обращает вспять артрит в коленных суставах мышей. Это позволяет сократить количество используемых стволовых клеток на 90%, избегая проблем с покраснением, отеком и рубцовой тканью от больших доз, и потенциально открывает путь к обращению остеоартрита у людей.

Результаты опубликованы в Chemical Engineering Journal 25 февраля.

В настоящее время не существует лечения, способного обратить течение остеоартрита. Терапия стволовыми клетками дает надежду и показала способность замедлять болезнь, но «золотая середина» в дозировке недостижима. Слишком большая доза вызывает покраснение, отек и рубцовую ткань. Слишком малая — работает ограниченное время из-за постепенной потери клеток.

Чтобы решить проблему дозировки, исследователи из отделения ортопедии больницы Юньхэ при Университете науки и технологий Хуачжун засеяли мезенхимальные стволовые клетки пуповины на «криогель»-биоматериал.

Мезенхимальные стволовые клетки (MSCs) — это взрослые стволовые клетки, способные дифференцироваться в другие типы клеток. Их получают из костного мозга, жировой или пуповинной ткани. Клетки пуповинного происхождения (UCMSCs) в последние годы стали популярными для трансплантации из-за обильного источника, высокой способности к пролиферации, неинвазивного забора и меньших этических проблем.

Криогели — это гелевые матрицы, формируемые при температурах ниже нуля. Они имеют взаимосвязанные макропоры (диаметром более 10 микрометров), подобно губке. Эти поры позволяют массоперенос мелких частиц, что дает ряд биомедицинских применений.

Исследователи обнаружили, что после засева стволовых клеток на криогель клетки становились сильнее и демонстрировали усиленный терапевтический эффект против остеоартрита у мышей. Криогель также критически важен для удержания имплантированных клеток в области коленного сустава на гораздо более длительный срок. Это, в свою очередь, позволило снизить дозу стволовых клеток на 90%.

«Половине имплантированных клеток требуется около двух недель, чтобы покинуть сустав, но их регенеративный эффект сохраняется дольше, — сказал автор-корреспондент Вэй Тун. — Поэтому возможно, что терапевтический результат достигается косвенно, через секрецию стволовыми клетками эпидермального фактора роста, который стимулирует пролиферацию клеток и заживление, а не через прямое превращение в новый хрящ».

Исследователи также обнаружили, что клетки эффективно снижали боль в суставах у мышей, вызванную воспалением.

После этого доказательства концепции на мышах исследователи планируют испытать комплекс стволовых клеток и криогеля на приматах, а в конечном итоге — в клинических испытаниях на людях с целью разработки нового лечения остеоартрита, способного обратить болезнь вспять.