Fjernstyrede magnetiske nanopartikler stimulerer stamceller til at regenerere knogler

Forskere i knoglevævsregenerering mener, at de har gjort et betydeligt gennembrud for patienter med knogletraumer, sygdom eller defekter såsom osteoporose.

Medicinske forskere fra Keele University og Nottingham University har fundet ud af, at magnetiske nanopartikler belagt med målrettede proteiner kan stimulere stamceller til at regenerere knogler. Forskere var også i stand til at levere cellerne direkte til det skadede område, fjernstyring af nanopartiklerne for at generere mekaniske kræfter og opretholde regenereringsprocessen gennem trinvise frigivelser af et proteinvækststimulerende middel.

Den nuværende metode til at reparere knogle, der ikke kan hele sig selv, er gennem et transplantat taget fra patienten. Desværre, dette kan være smertefuldt, invasiv procedure, og når det område, der skal repareres, er for stort, eller patienten har en skeletlidelse, som f.eks. kan der nogle gange mangle sunde knogler til transplantation.

Af denne grund, at anspore væksten af ​​ny knogle gennem injicerede stamceller er et område af stor interesse for medicinske forskere. Der er gjort store fremskridt, men der er stadig en stor hindring – at finde et passende middel til at stimulere differentieringen af ​​stamcellerne, så de bliver kvaliteten af ​​knoglevæv, der er nødvendig i en mængde, der er stor nok til at behandle patienter effektivt.

James Henstock, Ph.D. ledet Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC)-finansierede undersøgelse, sammen med Alicia El Haj, Ph.D., og kolleger ved Keele University's Institute for Science and Technology in Medicine, samt Kevin Shakesheff, Ph.D., fra University of Nottingham's School of Pharmacy.

James Henstock sagde:"Injicerbare terapier til regenerativ medicin viser et stort potentiale som en minimalt invasiv vej til at introducere terapeutiske stamceller, lægemiddelleveringsmidler og biomaterialer effektivt til sårsteder."

"I vores undersøgelse har vi coatet magnetiske nanopartikler med specifikke målrettede proteiner og derefter fjernstyret dem med et eksternt magnetfelt for at simulere træning. Vi ønskede at lære, hvordan dette kunne påvirke de injicerede stamceller og deres evne til at genoprette funktionel knogle."

Holdet af forskere udførte deres test ved hjælp af to modeller:kyllingeføtale lårben og vævsfremstillede kollagenhydrogeler. I begge tilfælde viste resultaterne en stigning i knogledannelse og tæthed uden at forårsage nogen mekanisk belastning af konstruktionen eller det omgivende væv.

"Dette arbejde viser, at tilvejebringelse af de passende mekaniske signaler i forbindelse med kontrolleret frigivelse af vækstfaktorer til disse injicerbare celleterapier kan have en betydelig indvirkning på at forbedre knoglevæksten. Det kan også potentielt forbedre vævstekniske tilgange til translationel medicin," sagde Dr. Henstock.