Din cuprinsul articolului
Tratamentul care poate vindeca paralizia. Cercetătorii de la Universitatea Northwestern au creat o terapie inovatoare bazată pe „molecule dansatoare” cu mișcare rapidă, care promite să revoluționeze repararea țesuturilor și să inverseze paralizia cauzată de leziuni grave ale măduvei spinării.
Noua metodă de tratament stimulează expresia genelor necesare regenerării cartilajului în numai patru ore și produce proteinele esențiale pentru această regenerare în doar trei zile.
Studiul, publicat în Journal of the American Chemical Society, a demonstrat că eficiența tratamentului crește odată cu intensitatea mișcării moleculare. Efectele terapeutice ale „moleculelor dansatoare” au fost observate atât în celulele cartilaginoase din articulații, cât și în neuronii din creier și măduva spinării.
Această abordare inovatoare sugerează că metoda ar putea fi aplicabilă și altor tipuri de țesuturi, având în vedere că este un fenomen universal. Studiul a fost condus de Samuel I. Stupp, profesor de știința și ingineria materialelor, chimie, medicină și inginerie biomedicală la Universitatea Northwestern.
Tratamentul care poate vindeca paralizia
În 2019, aproape 530 de milioane de persoane la nivel global sufereau de osteoartrită, o boală degenerativă care duce la deteriorarea articulațiilor. În cazurile severe, cartilajul se subțiază, provocând contact direct între oase, ceea ce generează durere și dificultăți de mișcare.
Singura opțiune de tratament eficientă este înlocuirea articulațiilor, o procedură costisitoare și invazivă. Tratamentele actuale se concentrează pe încetinirea progresiei bolii sau amânarea intervenției chirurgicale, dar nu există opțiuni regenerative, deoarece regenerarea cartilajului la adulți este limitată.
Ce sunt „moleculele dansatoare”
Cercetătorii au dezvoltat o tehnologie de regenerare a țesuturilor utilizând „molecule dansatoare”. Aceste molecule sunt ansambluri de nanofibre sintetice, concepute să genereze semnale puternice pentru celule.
Prin ajustarea mișcărilor lor colective prin structura chimică, moleculele pot interacționa rapid cu receptorii celulari, care sunt în continuă mișcare și concentrați pe membranele celulare.
Odată introduse în organism, nanofibrele imită matricea extracelulară a țesutului, adaptându-se structurii acestuia și integrând semnale bioactive pentru receptori. Aceasta permite materialelor sintetice să comunice mai eficient cu celulele.
Importanța mișcării pentru regenerarea cartilajului
Cercetătorii au dezvoltat o peptidă circulară care imită semnalul bioactiv al factorului de creștere transformant beta-1 (TGFb-1), o proteină crucială pentru formarea și menținerea cartilajului. Această peptidă a fost integrată în două molecule care formează polimeri supramoleculari în apă, fiecare având capacitatea de a imita TGFb-1. Un polimer a fost proiectat pentru a permite o mișcare mai liberă a moleculelor, în timp ce celălalt a limitat mișcarea moleculară.
Cercetătorii au comparat aceste două sisteme și au descoperit că polimerul cu molecule care se mișcă rapid a fost mai eficient decât proteina naturală TGFb-1 în activarea receptorilor. După trei zile, celulele expuse la polimerii mai mobili au produs cantități mai mari de proteine necesare regenerării cartilajului, iar moleculele dansatoare au demonstrat o eficiență chiar mai mare decât proteina naturală.
Viitorul terapiei
Cercetătorii de la Universitatea Northwestern explorează utilizarea „moleculelor dansatoare” pentru regenerarea oaselor și anticipază îmbunătățiri semnificative în regenerarea cartilajului în modelele preclinice translaționale. Primele rezultate promițătoare în acest sens urmează să fie publicate în cursul acestui an.
Echipa testează moleculele în organoizi umani pentru a accelera descoperirea și optimizarea materialelor terapeutice și urmăresc să obțină aprobarea pentru studiile clinice privind terapia de reparare a măduvei spinării. Studiul, intitulat „Mișcarea supramoleculară permite bioactivitatea condrogenică a unei peptide ciclice mimetice a factorului de creștere transformant-β1”, a fost susținut de Mike și Mary Sue Shannon, sprijinind cercetările în domeniul regenerării musculo-scheletice la Universitatea Northwestern.
