Mlade bebe i novorođeni miševi mogu prirodno da izleče oštećenja na kostima koje čine vrh lobanje, ali ova sposobnost se gubi kod odraslih. U novoj studiji objavljenoj u Proceedings of the National Academi of Sciences, istraživači Univerziteta u Pitsburgu razvili su novi pristup koji je promovisao regeneraciju kostiju kod miševa bez implantacije koštanog tkiva ili biomaterijala.
Tehnika koristi uređaj sličan ortodontskoj žici koja se koristi za poravnavanje zuba kako bi se pažljivo istezala lobanja duž njenih šavova, aktivirajući skeletne matične ćelije koje se nalaze u ovim vijugavim šavovima. Kod odraslih miševa, tehnika je popravila oštećenja na lobanji koja inače ne bi zarasla sama.
„Naš pristup je inspirisan bebama jer imaju neverovatnu sposobnost da regenerišu defekte kostiju u kalvarijalnim kostima koje čine vrh lobanje“, rekao je stariji autor Đuzepe Intini, doktor nauka, vanredni profesor parodontologije i preventive. stomatologije na Pitt School of Dental Medicine, član McGovan instituta za regenerativnu medicinu i istraživač u UPMC Hillman Cancer Center.
„Iskoristivši sopstveni kapacitet zarastanja tela autoterapijama, možemo stimulisati kost da se sama izleči. Nadamo se da ćemo u budućnosti graditi na ovom istraživanju kako bismo razvili nove terapije za ljude.“
Trauma, urođeni defekti i operacije za lečenje raka ili drugih bolesti su česti uzroci oštećenja lobanje. Nakon što ljudi dostignu starost od oko 2 godine, takve povrede ne zarastaju same.
„Kod beba, kalvarijalne kosti nisu potpuno spojene, tako da su šavovi na kojima se nalaze matične ćelije i dalje otvoreni“, rekao je Intini. „Pitali smo se da li nesrasli šavovi imaju veze sa kapacitetom regeneracije kostiju primećenim kod beba i pretpostavili smo da bismo to mogli da izvršimo obrnutim inženjeringom kod odraslih tako što ćemo mehanički otvoriti šavove da bismo aktivirali nišu matičnih ćelija i povećali broj matičnih ćelija.
Kod miševa — koji imaju veoma sličan razvoj lobanje kao kod ljudi — istraživači su koristili takozvani uređaj za distrakciju kosti kako bi pažljivo primenili kontrolisanu silu povlačenja na kosti kalvarije, dovoljno jaku da malo prošire šavove, ali ne dovoljno da izazove prelom. Koristeći jednoćelijsko sekvenciranje RNK i mikroskopiju sa živom slikom, otkrili su da se broj matičnih ćelija u proširenim šavovima ovih životinja učetvorostručio.
Kao rezultat toga, miševi tretirani ovim uređajem su regenerisali kost da bi zalečili veliki defekt na lobanji.
„Ako možete efikasno da aktivirate nišu matičnih ćelija, možete povećati broj matičnih ćelija i održati regeneraciju koštanih defekata“, rekao je Intini. „Zanimljivo je da smo pokazali da defekt može da zaceli čak i ako je udaljen od šava.
Iako je pristup bio efikasan u lečenju skeletno zrelih dvomesečnih miševa, starosti koje se grubo prevodi u mlađe odrasle osobe kod ljudi, nije funkcionisao kod 10-mesečnih ili sredovečnih glodara.
„Kod starijih miševa, količina matičnih ćelija u kalvarijskim šavovima je veoma mala, tako da proširenje ove niše nije toliko efikasno u povećanju kapaciteta zarastanja“, objasnio je Intini. „Prevazilaženje ovog izazova je fokus istraživanja koje dolazi.“
Trenutni tretmani za oštećenje lobanje su obično koštani transplantati ili implantacija biomaterijala koji deluju kao skele za regeneraciju kostiju, ali ovi pristupi nisu uvek efikasni i nose rizike, rekao je Intini.
Istraživači istražuju kako bi se njihovi nalazi mogli koristiti za informisanje o novim terapijama kod ljudi, ne samo za lečenje povreda lobanje, već i preloma dugih kostiju kao što je butna kost. Uređaji za distrakciju kostiju se već koriste za lečenje određenih stanja kao što je urođeni defekt koji se zove kraniosinostoza, u kojoj se kosti kalvarije spajaju prerano, tako da bi proširenje ove tehnike radi promovisanja regeneracije kostiju moglo biti budući fokus kliničkih ispitivanja.
Intini i njegov tim takođe istražuju nemehaničke pristupe za aktiviranje skeletnih matičnih ćelija kao što su lekovi.
