مادة حيوية جديدة تعيد نمو الغضروف التالف في المفاصل.. ما هي؟
طور علماء جامعة نورث وسترن مادة جديدة نشطة بيولوجيًا نجحت في تجديد غضروف عالي الجودة في مفاصل الركبة لنموذج حيواني كبير.
بالرغم من أنها تبدو وكأنها مادة لزجة مطاطية، إلا أن المادة هي في الواقع شبكة معقدة من المكونات الجزيئية، التي تعمل معًا لتقليد بيئة الغضروف الطبيعية في الجسم، وفق ما أفاد به موقع ميديكال إكسبريس.
في الدراسة الجديدة، طبق الباحثون المادة على الغضروف التالف في مفاصل الركبة لدى الحيوانات، وفي غضون 6 أشهر فقط، لاحظ الباحثون أدلة على الإصلاح المعزز، بما في ذلك نمو الغضاريف الجديدة التي تحتوي على البوليمرات الحيوية الطبيعية (الكولاجين الثاني والبروتيوغليكان)، والتي تمكن المرونة الميكانيكية الخالية من الألم في المفاصل.
مع المزيد من العمل، يقول الباحثون إن المادة الجديدة يمكن استخدامها يومًا ما لمنع عمليات استبدال الركبة بالكامل، وعلاج الأمراض التنكسية مثل هشاشة العظام وإصلاح الإصابات المرتبطة بالرياضة مثل تمزق الرباط الصليبي الأمامي.
نشرت الدراسة في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
أهمية الغضروف
وقال صموئيل ستوب من جامعة نورث وسترن، والذي قاد الدراسة: "إن الغضروف عنصر حاسم في مفاصلنا".
وأضاف "عندما يتضرر الغضروف أو ينهار بمرور الوقت، يمكن أن يكون له تأثير كبير على الصحة العامة للأشخاص وقدرتهم على الحركة، المشكلة هي أنه عند البشر البالغين، لا يتمتع الغضروف بقدرة متأصلة على الشفاء. يمكن أن يحفز علاجنا الجديد الإصلاح في نسيج لا يتجدد بشكل طبيعي، ونعتقد أن علاجنا يمكن أن يساعد في معالجة حاجة سريرية خطيرة لم تتم تلبيتها بعد".
ماذا يوجد في المادة؟
تأتي الدراسة الجديدة في أعقاب العمل المنشور مؤخرًا من مختبر ستوب، والذي استخدم فيه الفريق "جزيئات راقصة" لتنشيط خلايا الغضاريف البشرية لتعزيز إنتاج البروتينات التي تبني مصفوفة الأنسجة.
بدلًا من استخدام الجزيئات الراقصة، تقوم الدراسة الجديدة بتقييم مادة حيوية هجينة تم تطويرها أيضًا في مختبر ستوب.
تشتمل المادة الحيوية الجديدة على مكونين: الببتيد النشط بيولوجيًا الذي يرتبط بعامل النمو المتحول بيتا -1 (TGFb-1) - وهو بروتين أساسي لنمو الغضروف وصيانته - وحمض الهيالورونيك المعدل، وهو عديد السكاريد الطبيعي الموجود في الغضروف والسائل الزليلي المُزلق. في المفاصل.
وقال ستوب: "كثير من الناس على دراية بحمض الهيالورونيك لأنه عنصر شائع في منتجات العناية بالبشرة، كما أنه موجود بشكل طبيعي في العديد من الأنسجة في جميع أنحاء جسم الإنسان، بما في ذلك المفاصل والدماغ. لقد اخترناه لأنه يشبه البوليمرات الطبيعية الموجودة في الغضروف".
قام فريق ستوب بدمج الببتيد النشط بيولوجيًا وجزيئات حمض الهيالورونيك المعدلة كيميائيًا لدفع التنظيم الذاتي للألياف النانوية إلى حزم تحاكي البنية الطبيعية للغضاريف.
كان الهدف هو إنشاء سقالة جذابة لخلايا الجسم نفسها لتجديد أنسجة الغضاريف، وباستخدام الإشارات النشطة بيولوجيًا في الألياف النانوية، تشجع المادة على إصلاح الغضاريف بواسطة الخلايا التي تملأ السقالة.
ولتقييم فعالية المادة في تعزيز نمو الغضروف، اختبرها الباحثون على الأغنام التي تعاني من عيوب غضروفية في المفصل الخانق، وهو مفصل معقد في الأطراف الخلفية يشبه الركبة البشرية.
تم تنفيذ هذا العمل في مختبر مارك ماركيل في كلية الطب البيطري بجامعة ويسكونسن ماديسون.
وفقًا لستوب، كان الاختبار على نموذج الأغنام أمرًا حيويًا.
كما هو الحال مع البشر، فإن غضروف الأغنام عنيد ويصعب تجديده بشكل لا يصدق.
كما أن لخنق الأغنام وركبة الإنسان أوجه تشابه في تحمل الوزن والحجم والأحمال الميكانيكية.
وقال ستوب: "إن الدراسة التي أجريت على نموذج الأغنام تنبئ بشكل أكبر بكيفية عمل العلاج لدى البشر".
وأضاف: "في الحيوانات الصغيرة الأخرى، يحدث تجديد الغضروف بسهولة أكبر".
وفي الدراسة، قام الباحثون بحقن المادة السميكة الشبيهة بالمعجون في عيوب الغضروف، حيث تحولت إلى مصفوفة مطاطية.
لم ينمُ الغضروف الجديد لملء الخلل مع تدهور السقالة فحسب، بل كانت الأنسجة التي تم إصلاحها ذات جودة أعلى باستمرار مقارنة بالتحكم.
وفي المستقبل، يتخيل ستوب أنه يمكن تطبيق المادة الجديدة على المفاصل أثناء العمليات الجراحية المفتوحة أو بالمنظار.
