Onderzoekers hebben 2-dimensionale minerale nanodeeltjes gemaakt om behandeling in het lichaam te geven voor kraakbeenregeneratie
Osteoartrose is een degeneratieve ziekte die wereldwijd 630 miljoen mensen treft, wat neerkomt op bijna 15 procent van de wereldbevolking . Bij osteoartrose breekt het kraakbeen in de botten af, waardoor het onderliggende bot beschadigd raakt en pijn en stijfheid ontstaan, met name in de knie-, heup- en duimgewrichten. De incidentie van deze aandoening neemt toe met de leeftijd. Behandelingen voor osteoartrose omvatten medicatie, fysiotherapie en ergotherapie, voornamelijk gericht op het verlichten van de pijn. Om deze aandoening volledig te genezen, moeten de beschadigde gewrichtsweefsels worden hersteld. Dit herstel is complex en uitdagend, omdat kraakbeenweefsel in het bot moeilijk regenereert. Nu de wereldbevolking vergrijst, is er dringend behoefte aan nieuwe, effectieve behandelingen voor osteoartrose.
Groeifactoren -eiwit
Een mogelijke behandeling van artrose omvat het ontwerpen en toedienen van eiwittherapieën , oftewel eiwitten die in het laboratorium zijn ontwikkeld voor therapeutisch gebruik. Eiwittherapieën hebben de afgelopen decennia een grote impact gehad op veel ziekten. Een van deze eiwitklassen zijn groeifactoren, dit zijn oplosbare, afgescheiden eiwitten . Ons lichaam is in staat tot zelfherstel en dit proces kan worden verbeterd door de kunstmatige toediening van groeifactoren om de processen die bij zelfherstel betrokken zijn te optimaliseren. De meeste bekende groeifactoren worden echter snel afgebroken, waardoor zeer hoge doseringen nodig zijn om een therapeutisch effect te bereiken. Studies hebben aangetoond dat hoge doseringen nadelige effecten kunnen hebben, zoals ontstekingen en ongecontroleerde weefselvorming. De toepassing van groeifactoren is bovendien zeer beperkt, voornamelijk door een gebrek aan efficiënte toedieningssystemen of biomateriaaldragers. Groeifactoren, samen met efficiënte biomateriaaltoedieningssystemen, zijn cruciaal in de regeneratieve geneeskunde, met name voor weefselherstel en -regeneratie.
Een nieuwe behandeling voor artrose op basis van nanosilicaten
Onderzoekers van de Texas A&M University in de VS wilden een nieuwe behandeling voor kraakbeenregeneratie ontwikkelen door tweedimensionale (2D) minerale nanodeeltjes te ontwerpen die gebruikt kunnen worden om groeifactoren af te geven. Deze nanodeeltjes (of nanosilicaten) bezitten twee belangrijke eigenschappen: een groot oppervlak en een dubbele lading, waardoor groeifactoren zich gemakkelijker kunnen hechten. Nanosilicaten vertonen een hogere bindingscapaciteit voor groeifactoren zonder de 3D- structuur of de biologische functie van het eiwit aan te tasten . Ze maken een langdurige afgifte (meer dan 30 dagen) van groeifactoren aan menselijke mesenchymale stamcellen mogelijk, die vervolgens worden gebruikt voor kraakbeenregeneratie door een verbeterde differentiatie van de stamcellen naar kraakbeen te induceren. Deze verbeterde differentiatie bevestigt de hoge activiteit van het vrijgekomen eiwit , en dat bovendien bij een 10 keer lagere concentratie vergeleken met de huidige therapieën die veel hogere doses gebruiken.
Deze studie, gepubliceerd in ACS Applied Materials & Interfaces, beschrijft een nanotechnologisch systeem – een op nanoklei gebaseerd platform waarin nanosilicaten kunnen worden gebruikt als transportmiddel voor de langdurige afgifte van therapeutische eiwitten voor de behandeling van artrose. Een dergelijk op biomaterialen gebaseerd toedieningssysteem zou een efficiënte behandeling van artrose kunnen garanderen door de totale kosten te verlagen en negatieve bijwerkingen te minimaliseren. Dit nieuwe toedieningsplatform kan de huidige strategieën voor orthopedische regeneratie versterken en een belangrijke bijdrage leveren aan de regeneratieve geneeskunde.
***
Bron (nen)
Cross LM et al. 2019. Langdurige en gecontroleerde afgifte van eiwittherapieën vanuit tweedimensionale nanosilicaten. ACS Applied Materials & Interfaces. 11. https://doi.org/10.1021/acsami.8b17733
***
Reacties zijn gesloten.