НУР-СУЛТАН, 2 сен — Sputnik. Российские ученые из Центрального НИИ стоматологии и челюстно-лицевой хирургии придумали, как заставить человеческий организм выращивать новую костную ткань самостоятельно. Первые лабораторные эксперименты прошли успешно, передает РИА Новости.
Костную пластику при установке зубных имплантов делают нескольким тысячам пациентов в год. Как правило, пользуются искусственным материалом, часто изготовленным из животного сырья. Костная ткань вокруг формируется, однако, как отмечают специалисты, в недостаточном объеме. И титановый имплант, на который потом ставят коронку, приживается не всегда.
"Материалы, которые применяются в настоящее время, позволяют получить примерно 35 процентов костной ткани в зоне регенерата. Если мы возьмем так называемый золотой стандарт — аутопластику, когда у самого пациента забирают небольшой кусочек костной ткани, измельчают и помещают в зону дефекта, то образуется более 60 процентов новой ткани. Но это дополнительное операционное поле, болевые ощущения, потеря крови, развитие гематом и прочее. Основная задача разработчиков остеопластических материалов — добиться таких же показателей как при золотом стандарте, когда используется собственная костная ткань", — отмечает заведующий лабораторией генетики стволовых клеток Медико-генетического научного центра имени академика Н. П. Бочкова, доктор биологических наук Дмитрий Гольдштейн.
Зуб в глаз пересадили слепой женщине в Израиле
Вот уже пятый год он вместе с коллегами из Центрального НИИ стоматологии и челюстно-лицевой хирургии пытается решить эту задачу. Причем пошли они по нестандартному пути — нацелились заставить человеческий организм самостоятельно формировать новую костную ткань.
По словам биотехнологов, подобную методику и клетки можно использовать для выращивания био-"протезов", способных заменить поврежденные кости в теле человека.
Регенерация по запросу
"Мы взяли за основу BMP-2 — морфогенетический белок, который стимулирует образование костной ткани. У нас в организме есть мезенхимальные стволовые клетки — МСК. Они способны дифференцироваться в различные типы зрелых клеток и участвовать в регенерации самых разных видов тканей. Так вот, даже при небольшом количестве молекул белка BMP-2 МСК превращаются в клетки костной ткани", — объясняет Дмитрий Гольдштейн.
Китаец 20 лет жил с зубом в носу
Этот белок вносят в матрицу из термоотверждаемого коллагенового гидрогеля и полилактидных частиц и помещают в зону костного дефекта. Со временем туда попадают и МСК — они образуются в костном мозге и разносятся по организму с кровотоком. Под действием BMP-2 из них образуется новая костная ткань.
"Мы исследовали полученный нами материал in vitro (на клеточных культурах — Прим. ред.) и in vivo на животных. На крысах с критическими теменными дефектами мы наблюдали образование костной ткани в тех же объемах, как при аутопластике. Сейчас мы готовимся к регистрационным испытаниям", — говорит ученый.
По образу и подобию "Спутника V"
Как отмечают исследователи, бумажные дела могут занять пару лет. И за это время полученный материал усовершенствуют — сделают еще более эффективным, а главное — дешевым.
"Мы взяли ту же матрицу. Наши опыты показали, что она обладает хорошей биосовместимостью и не вызывает воспаления. Но белок заменили на аденовирусный вектор пятого серотипа. Такой же, как в вакцине "Спутник-V", только вместо гена S-белка коронавируса в него встроен ген BMP-2. Матрицу помещаем в зону костного дефекта, модифицированный аденовирус проникает в клетки человека и стимулирует синтез белка BMP-2 — внутри матрицы. Наращивается новая кость", — рассказывает Дмитрий Гольдштейн.
Для пациента процедура будет выглядеть следующим образом. Врач смешивает несколько компонентов — термоотверждаемый гель и полилактидные частицы с нанесенными на их поверхность аденовирусными частицами. Потом разрезает десну и залепляет смесью, словно пластилином, зону костного дефекта. Слизистую зашивают. Через три-четыре месяца материал полностью рассосется и на его месте появится костная ткань.
Загадочное свойство воды выявили ученые
В аденовирус встраивается ген BMP-2. Затем матрицу с модифицированным аденовирусом помещают в зону костного дефекта. Там он проникает в клетки человека и способствует производству белка BMP-2. Молекулы последнего прикрепляются к мембранам мезенхимальных стволовых клеток (МСК). Они образуются в костном мозге и вместе с кровотоком попадают к тому месту, где необходимо нарастить кость. МСК способны дифференцироваться в различные типы зрелых клеток и участвовать в регенерации самых разных видов тканей. Под действием белка BMP-2 они превращаются в клетки костной ткани — остеобласты.
Иммунитет не помеха
Ученые предполагают, что созданный ими материал можно будет использовать для наращивания костной ткани не только в челюсти — везде, где это необходимо. Это эффективнее, чем любые известные сегодня остеопластические аналоги. Единственное, что может помешать, — иммунная система пациента. Но разработчики нового метода это предусмотрели.
"Безусловно, у человека могут быть антитела на белки аденовируса. Однако, во-первых, этот аденовирус находится в матрице и доступ к нему ограничен для иммунокомпетентных клеток. Во-вторых, выраженный иммунитет на аденовирусный вектор, как правило, непродолжителен. Конечно, если там остались протективные антитела, какое-то количество аденовирусных частиц иммунная система уничтожит. Однако если дать их с запасом, мы обеспечим достаточную терапевтическую эффективность", — подчеркивает Дмитрий Гольдштейн.
По словам заместителя директора по научной работе Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени Илизарова, кандидата биологических наук Евгения Овчинникова, подобные материалы позволят избежать отторжения и изнашивания костных имплантов.
Новинку уже удачно протестировали на кроликах. Сейчас готовятся документы для регистрации. В ближайшие несколько лет разработку вполне могут ввести в клиническую практику. Впрочем, сами исследователи называют это компромиссным вариантом, так как данный материал чаще отторгается, чем тот, что из собственных тканей пациента.
