Bioreaktor kosci: rozwoj kosci dla przeszczepow in vivo
Nowa metoda, opracowana przez międzynarodową grupę inżynierów z dziedziny biomedycyny, wykazała po raz pierwszy, że możliwe jest wyhodowanie nowej, zdrowej kości w jednej części ciała, po to by użyć jej do naprawy uszkodzonej kości w innej części ciała. W metodzie tej tkwi potencjał, który pozwoli na zmianę podejścia do inżynierii tkankowej w przyszłości; oczekuje się również, że będzie ona miała duże zastosowanie w hodowli innych rodzajów tkanek. Odkrycie to zostało opisane w opracowaniu opublikowanym niedawno przez pismo Proceedings of the National Academy of Sciences. Żywa kość nieustannie rośnie i zmienia kształt, jednakże próby stymulowania jej wzrostu poza organizmem - in vitro - nie powiodły się. Próby stymulacji wzrostu kości wewnątrz organizmu - in vivo - miały, jak do tej pory, ograniczoną skuteczność i okazały się niezwykle złożone, kosztowne, a ich wyniki nieprzewidywalne. Stosowane obecnie przez chirurgów ortopedów podejście do leczenia poważnych złamań kości polega na usuwaniu małych kawałków kości z żebra lub biodra pacjenta i łączeniu ich ze złamaną kością. Ta sama metoda używana jest do łączenia kręgów w leczeniu poważnych urazów kręgosłupa i bólów pleców. Metoda ta dobrze sprawdza się w leczonej części ciała, jednak operacja usunięcia jest niezwykle bolesna i może prowadzić do poważnych komplikacji. Nowe podejście wykorzystuje naturalną reakcję leczniczą organizmu na zranienia. Naukowcy tworzą specjalną strefę na powierzchni zdrowej kości w nadziei, że organizm zareaguje wypełnieniem przestrzeni nową tkanką. Długie kości ciała pokryte są cienką zewnętrzną warstwą zwaną okostną. Można ją porównać do taśmy klejącej: z zewnątrz jest twarda i włóknista, natomiast na stronie wewnętrznej znajduje się warstwa specjalnych komórek pluripotencjalnych, zdolnych do przekształcania się w różne rodzaje tkanek kostnych. Zespół naukowców zdecydował się na stworzenie przestrzeni bioreaktora tuż pod tą zewnętrzną warstwą przez nakłucie maleńkiego otworu w okostnej i wstrzyknięcie tam roztworu wodnego soli. Spowodowało to oderwanie warstwy od kości i jej nieznaczne podniesienie. Po uzyskaniu powierzchni o pożądanej wielkości i kształcie, naukowcy usunęli wodę i zastąpili ją dostępnym powszechnie żelem stosowanym przy wprowadzaniu komórek do organizmu ludzkiego. Żel ten zawiera wapń, znany stymulator wzrostu kości. Naukowców najbardziej niepokoiło to, że bioreaktor mógłby wypełnić się tkanką bliznowatą zamiast kostną, lecz tak się nie stało. Metoda okazała się właściwa, a przestrzeń wypełniła się nową kością nieodróżnialną od kości oryginalnej. Wykorzystując w badaniach dorosłe króliki, gatunek, którego kości są bardzo podobne do kości ludzkich, naukowcy odkryli z zadowoleniem, że strefa, którą nazwali "bioreaktorem in vivo", wypełniła się zdrową kością po około sześciu tygodniach. Nie było też potrzeby stymulowania rozwoju kości czynnikami wzrostu, których stosowanie było konieczne w poprzednich próbach przeprowadzanych wewnątrz organizmu. Naukowcy odkryli również, że nową kość można łatwo oddzielić od pierwotnej zanim nastąpi ich zrośnięcie, a stara kość pozostaje zabliźniona lecz nienaruszona. Jeżeli nowa metoda zostanie potwierdzona, wyjaśnia prowadzący badania V. Prasad Shastri, adiunkt w zakładzie inżynierii biomedycznej Uniwersytetu Vanderbilt, możliwe będzie hodowanie nowych kości na potrzeby wszelkich napraw, zamiast pozyskiwania ich z istniejących kości. Dla osób z poważnymi schorzeniami kości możliwy będzie nawet rozwój tkanki zastępczej we wczesnym etapie, a następnie jej zamrożenie i wykorzystanie wtedy, gdy będzie potrzebna. Współautorka opracowania, Molly Stevens, obecnie wykładowca Imperial College w Wielkiej Brytanii wyjaśnia, że �nowa kość ma rzeczywiście wytrzymałość i właściwości mechaniczne porównywalne z kością oryginalną, a ponieważ uzyskane tkanki są młode, naprawdę dobrze integrują się z kością w miejscu docelowym�. Kolejnym krokiem zespołu naukowców będzie kontynuacja badań na dużych zwierzętach oraz przeprowadzenie prób klinicznych w celu określenia, czy procedura taka będzie skuteczna w organizmach ludzkich; etapem następnym jest zatwierdzenie metody do leczenia ludzi. Co więcej, ponieważ wątroba i trzustka posiadają zewnętrzne powłoki podobne do okostnej, naukowcy zamierzają przetestować nową metodę także na tych tkankach.
Kraje
Zjednoczone Królestwo