Ученые Назарбаев Университета разработали новый метод регенерации костной ткани

20 октября — всемирный день борьбы с остеопорозом. Это хроническое прогрессирующее заболевание скелета, при котором нарушается плотность и структура костной ткани. В Казахстане, по данным Ассоциации врачей РК по остеопорозу, от этой болезни страдает каждый 6-й казахстанец. Заболевание приводит к хрупкости костей и повышенному риску переломов, которые и становятся причиной инвалидности. Ежегодно в мире, около 9 млн случаев переломов связаны с остеопорозом.

Ученые Назарбаев Университета исследовали новый метод клеточной терапии, который поможет ускорить процесс регенерации костной ткани при переломах на фоне остеопороза. Результаты этого исследования опубликованы научном издании Bioengineering.

Изучая регенерацию костной ткани, ученые Назарбаев Университета выделили два фактора, которые являются причиной уменьшения плотности костной ткани при остеопорозе. Первый фактор — это повышенная активность остеокластов — клеток, которые растворяют минеральные компоненты и разрушают коллаген в костной ткани. Второй же фактор — уменьшение количества молодых клеток — остеобластов, которые формируют и восстанавливают костную ткань.

Исследователи использовали в своей работе мезенхимальные стволовые клетки (МСК), которые можно выделить из костного мозга и жировой ткани взрослого человека. МСК, в свою очередь, обладают способностью дифференцироваться в клетки костной и хрящевой ткани.

-Мы модифицировали МСК с помощью остеофильного полимера  методом мембранной инженерии. Затем применили их в новом методе клеточной терапии для доставки клеток непосредственно к месту повреждения костной ткани. Таким образом, восстанавливается количество остеобластов и снижается активность остеокластов, — говорит Юлия Сафарова, научный сотрудник Лаборатории биоинженерии и регенеративной медицины Центра наук о жизни National Laboratory Astana.

На протяжении 4 и 24 недель ученые наблюдали за эффектом регенерации костной ткани при переломах локтевой кости у четырех групп лабораторных крыс. Суть эксперимента заключалась в том, чтобы проследить восстановление костной плотности после переломов при обычном восстановлении и при введении полимер-модифицированных МСК в разные временные периоды.

-После первого месяца эксперимента мы заметили, что плотность костной ткани активно восстанавливалась в экспериментальной группе по сравнению с контролем. Для оценки долгосрочного эффекта данной терапии мы провели анализ костной плотности ещё через 24 недели эксперимента. По сравнению с контрольной группой введение полимер-модифицированных МСК позволило удержать терапевтический эффект на протяжении 5 месяцев после последней инъекции, — продолжает Юлия Сафарова.

В результате исследования, ученые выявили, что у животных которым вводили полимер-модифицированные МСК плотность костной ткани восстанавливалась быстрее. Так,  через 4 недели плотность костной ткани увеличилась на 27,4 %. Через 24 недели  —  на 21,5%.

Следует отметить, что ученые ставили своей целью изучить регенерацию ткани во время переломов, и доказать терапевтическую ценность полимер-модифицированных МСК. Теперь ученые планируют провести исследования по биобезопасности и приступить к клиническим испытаниям.