Naukowcy opracowali innowacyjne nanorusztowanie. Wielka szansa dla medycyny
Przyszłość zbliża się wielkimi krokami. Naukowcy opracowali niezwykłą metodę, która pomaga w odbudowie komórek nabłonka barwnikowego siatkówki oka. To innowacyjne nanorusztowanie, które zostało wykonane w technice zwanej elektroprzędzeniem.
Jedną z najpowszechniejszych i nieodwracalnych przyczyn poważnej utraty wzroku jest zwyrodnienie plamki żółtej (AMD) - jest to postępująca choroba oczu, w której następuje uszkodzenie siatkówki, co skutkuje pogorszeniem lub nawet całkowitą utratą widzenia centralnego. Naukowcy szacują, że około 19 proc. społeczeństwa w Europie po 65. roku życia może stracić wzrok z powodu AMD.
Zwyrodnienie plamki żółtej polega na degeneracji komórek nabłonka barwnikowego. Nasz organizm nie jest w stanie wyprodukować nowych komórek tego typu. Specjaliści od lat próbują temu zaradzić, szukając alternatywnych metod.
Innowacyjny pomysł walki z AMD. W roli głównej nanorusztowanie
Zespół naukowy zbudował specjalne rusztowania 3D z nanowłókien polimerowych. Na tej niezwykłej konstrukcji umieścili komórki nabłonka barwnikowego siatkówki oka, a nanowłókna pokryli sterydem, który zmniejszał stan zapalny komórek.
Jak mówi prof. Barbara Pierścionek z Anglia Ruskin University: - W przeszłości naukowcy hodowali komórki na płaskiej powierzchni, która nie ma znaczenia biologicznego. Przy użyciu nowych technik wykazano, że linia komórkowa rozwija się w środowisku 3D zapewnianym przez rusztowania.
Do stworzenia niezwykłej konstrukcji wykorzystano technikę zwaną elektroprzędeniem. Polega ona na tym, że siła elektryczna wyciąga naładowane nici z roztworów polimerowych lub stopionych polimerów, by stworzyć nanowłókna.
W badaniach wykorzystano polimer poliakrylonitrylowy oraz polimer Jeffamine (seria polieteroamin). Pierwszy zapewniał wytrzymałość mechaniczną, z kolei drugi przyciągał wodę i pozwalał rusztowaniu działać jako membrana.
Materiał przyciągający wodę pomaga komórkom wiązać się z konstrukcją oraz zachęca je do wzrostu. Nowa metoda zapewniła wzrost komórek i podtrzymała je przy życiu przez co najmniej 150 dni.
Badania te wykazały po raz pierwszy, że rusztowania z nanowłókien traktowane substancją przeciwzapalną, taką acetonid fluocynolonu, mogą zwiększać wzrost, różnicowanie i funkcjonalność komórek nabłonka barwnikowego siatkówki.
Naukowcy uważają, że syntetyczna struktura będzie prostsza do modyfikacji i będzie też łatwiejsza do dostosowania do naszego układu odpornościowego, aniżeli konstrukcje wykorzystywane we wcześniejszych próbach bazujące na kolagenie i celulozie.
Rusztowania z nanowłókien polimerowych będą przełomem w medycynie?
Wyniki badań wykazały, że wykorzystanie innowacyjnej metody zapewnia utrzymanie wymaganej pojedynczej warstwy komórek. Jednocześnie pozwala na wytwarzanie biomarkerów. Zauważono także, że funkcjonowały one w sposób bardziej naturalny, niż wtedy, kiedy rozwijały się na innych pożywkach.
Jednakże naukowcy nie wiedzą, w jakim stopniu będzie to opłacalne w kontekście leczenia pacjentów ze zwyrodnieniem plamki żółtej. Specjaliści w swoim artykule naukowym piszą: - Chociaż może to wskazywać na potencjał takich komórkowych rusztowań w medycynie regeneracyjnej, nie rozwiązuje to kwestii biokompatybilności z ludzką tkanką.
Następnym krokiem będzie zbadanie orientacji komórek, dzięki czemu naukowcy dowiedzą się, czy komórki są dobrze dokrwione. Etap ten jest niezwykle ważny przed rozpoczęciem testów na żywych organizmach. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Materials & Design.
