Ученые нашли способ, как улучшить выживание имплантированных клеток для заживления переломов костей

imp-klДля лечения сложный, незаживающих переломов костей хирурги часто используют имплантаты с живыми клетками, которые способствуют восстановлению костной массы. Но имплантированные клетки имеют небольшой шанс на выживание, потому что они не готовы к нехватке кислорода и питательных веществ в месте перелома.

Ученым из Католического университета Левена в Бельгии удалось улучшить выживание этих костных клеток благодаря выдерживанию их во вредной среде перед имплантацией.

«В большинстве случаев только 30% из имплантированных костных клеток переживают первые дни после имплантации. Одной из основных причин этого является то, что кровеносные сосуды вокруг перелома, которые доставляют кислород и питательные вещества к клеткам, также повреждены. Врастание новых кровеносных сосудов в имплантат занимает много времени. Пересаженные клетки голодают, при этом вырабатывая вредные кислородные радикалы, которые нарушают естественный баланс между антиоксидантами и кислородными радикалами, избыток которых приводит к необратимым повреждениям клеток», сказал профессор Geert Carmeliet.

Докторант Steve Stegen провел испытания на мышах. Он хотел проверить, как можно улучшить выживаемость костных клеток во время решающей стадии между имплантацией и врастанием кровеносных сосудов. Ему удалось переключить костные клетки в режим выживания путем инактивации кислородного датчика PHD2 перед имплантацией.

«В результате этого костные клетки активировали двойной защитный механизм. Во-первых, они увеличили запасы топлива в виде гликогена. Во-вторых, костные клетки начали использовать аминокислоту глутамин для того, чтобы произвести больше антиоксидантов, необходимых для нейтрализации повышенной выработки вредных кислородных радикалов», сообщил Stegen.

«Кислородный датчик PHD2 можно инактивировать с помощью генной инженерии, а также путем введения терапевтических молекул», объяснил профессор Carmeliet.

Результаты исследования показали, что перепрограммирование костных клеток, полученных от пациентов, помогло увеличить их выживаемость с 30% до 60%, что, в конечном счете, привело к улучшению регенерации костей.

Исследование было опубликовано в «Cell Metabolism».