×

Yoors


exit_to_app Inloggen

camera_alt
Afbeelding toevoegen
Kraakbeenafbraak herstellen met artritis injectie.

Kraakbeenafbraak herstellen met artritis injectie.


MIT-ingenieurs hebben een nieuw materiaal ontworpen dat medicijnen rechtstreeks aan het kraakbeen kan toedienen. Het materiaal kan diep in het kraakbeen doordringen en medicijnen afleveren die mogelijk beschadigd weefsel kunnen genezen. Dit is een manier om direct bij de cellen te komen die de schade ervaren, en verschillende soorten therapieën te introduceren die hun gedrag kunnen veranderen. In een onderzoek bij ratten toonden de onderzoekers aan dat het toedienen van een experimenteel medicijn, insuline-achtige groeifactor 1 (IGF-1) aan dit nieuwe materiaal, de afbraak van kraakbeen veel effectiever voorkomt dan alleen het injecteren van het medicijn in het gewricht.

Wat is artrose?

Artrose is een progressieve ziekte die kan worden veroorzaakt door een traumatisch letsel zoals het scheuren van een ligament. Het kan ook het gevolg zijn van het geleidelijk afbouwen van kraakbeen naarmate mensen ouder worden. Een glad bindweefsel dat de gewrichten beschermt, kraakbeen wordt geproduceerd door cellen die chondrocyten worden genoemd, maar kan niet gemakkelijk worden vervangen als het eenmaal is beschadigd.

Artritis

Eerdere studies hebben aangetoond dat IGF-1 kan helpen bij het regenereren van kraakbeen bij dieren. Veel geneesmiddelen tegen osteoartritis die veelbelovend waren in dierstudies, presteerden echter niet goed in klinische onderzoeken. Het MIT-team vermoedde dat dit kwam doordat de medicijnen uit het gewricht waren verwijderd voordat ze de diepe laag van chondrocyten konden bereiken die ze bedoeld waren te bereiken. Om dat te overwinnen, wilden ze een materiaal ontwerpen dat helemaal door het kraakbeen kon doordringen. Het bolgvormige molecuul waarmee ze kwamen bevat veel vertakte structuren (dendrimeren), die uit een centrale kern vertakken. Het molecuul heeft een positieve lading aan het uiteinde van elk van zijn takken, waardoor het zich hecht aan het negatief geladen kraakbeen. Sommige van die ladingen kunnen worden vervangen door een korte flexibele, waterminnende polymeer (PEG), die rond het oppervlak kan zwaaien en de positieve lading gedeeltelijk kan bedekken. Moleculen van IGF-1 zijn ook aan het oppervlak gehecht.

Kraakbeen weefsel

Wanneer deze deeltjes in een gewricht worden geïnjecteerd, coaten ze het oppervlak van het kraakbeen en beginnen dan er doorheen te diffunderen. Dit is gemakkelijker voor hen om te doen dan voor gratis IGF-1 omdat de positieve ladingen van de bollen hen in staat stellen te binden aan kraakbeen en te voorkomen dat ze worden weggespoeld. De geladen moleculen hechten echter niet permanent. Dankzij de flexibele PEG-kettingen op het oppervlak die de lading bedekken en blootleggen tijdens het bewegen, kunnen de moleculen zich kortstondig losmaken van het kraakbeen, waardoor ze dieper in het weefsel kunnen bewegen. Zodra de deeltjes de chondrocyten bereiken, binden de IGF-1-moleculen zich aan receptoren op de celoppervlakken en stimuleren ze de cellen om proteoglycanen te produceren, de bouwstenen van kraakbeen en andere bindweefsels. De IGF-1 bevordert ook de celgroei en voorkomt celdood.

Geiger:

"We hebben een optimaal ladingsbereik gevonden, zodat het materiaal zowel het weefsel kan binden als zich los kan maken voor verdere diffusie, en niet zo sterk is dat het gewoon aan de oppervlakte blijft hangen."

Injecties kraakbeen

Toen de onderzoekers de deeltjes injecteerden in de kniegewrichten van ratten, ontdekten ze dat het materiaal een halfwaardetijd van ongeveer vier dagen had, wat 10 keer langer is dan alleen geïnjecteerd IGF-1. De geneesmiddelconcentratie in de gewrichten bleef hoog genoeg om een ​​therapeutisch effect te hebben gedurende ongeveer 30 dagen. Als dit geldt voor mensen, kunnen patiënten veel baat hebben bij gezamenlijke injecties, die alleen maandelijks of tweewekelijks kunnen worden gegeven, zeggen de onderzoekers. In de dierstudies ontdekten de onderzoekers dat kraakbeen in gewonde gewrichten behandeld met de nanodeeltje-geneesmiddel combinatie veel minder beschadigd was dan kraakbeen in onbehandelde gewrichten of gewrichten behandeld met alleen IGF-1. De gewrichten vertoonden ook reducties in gewrichtsontsteking en vorming van botspoor. Kraakbeen in rattengewrichten is ongeveer 100 micron dik, maar de onderzoekers toonden ook aan dat hun deeltjes brokken kraakbeen tot 1 millimeter konden doordringen, de dikte van kraakbeen in een menselijk gewricht.

Geiger:

"Dat is heel moeilijk om te doen, medicijnen worden meestal gewist voordat ze zich door een groot deel van het kraakbeen kunnen bewegen. Wanneer je begint na te denken over het vertalen van deze technologie van studies bij ratten naar grotere dieren en op een dag mensen, hangt het vermogen van deze technologie om te slagen af ​​van het vermogen om in dikker kraakbeen te werken."

Behandeling artritis

De onderzoekers begonnen dit materiaal te ontwikkelen als een manier om osteoartritis te behandelen die ontstaat na een traumatische verwonding, maar ze geloven dat het ook kan worden aangepast om leeftijdsgebonden osteoartritis te behandelen. Ze zijn nu van plan om de mogelijkheid te onderzoeken om verschillende soorten medicijnen af ​​te leveren, zoals andere groeifactoren, medicijnen die inflammatoire cytokines blokkeren en nucleïnezuren zoals DNA en RNA.

Bron, afbeelding kop is afkomstig van Pixabay

Ook interessant om te lezen: