ДНК-коллагеновые заплатки помогают кости регенерировать

Чтобы костная ткань восстанавливалась быстрее и лучше, предлагается обеспечить окружающие клетки запасом ДНК, кодирующей необходимые для регенерации белки, а сам запас генетических инструкций оставить на коллагеновой подложке в том месте, где кость должна нарасти.

Исследователи из Айовского университета (США) предложили оригинальный способ восстановления костной ткани. Суть его в том, что оставшимся костным клеткам вводится ДНК, которая понуждает их синтезировать белки, необходимые для наращивания свежей кости взамен утраченной.

Черепная кость с дырой и черепная кость, залеченная с помощью ДНК-коллагеновой заплатки (фото Satheesh Elangovan / University of Iowa).

Саму ДНК в виде специально сконструированных генетических конструкций (плазмид) учёные загружали в коллагеновую пластину, которую помещали в череп подопытным животным с предварительно удалённым куском кости размером 5×2 мм.

Как пишут в Biomaterials Алиасгер Салем (Aliasger Salem) и его коллеги, в этом случае кость и сопутствующие мягкие ткани восстанавливалась в 44 раза лучше, чем тогда, когда коллагеновая заплатка ставилась без ДНК, и в 14 раз лучше, если с раной вообще ничего не делали.

Сама ДНК была связана с полимерными микрочастицами, которые облегчали её внедрение в клетки. Клетки, которые приходили на коллагеновую подложку, впитывали в себя ДНК с геном тромбоцитарного фактора роста (точнее, с одной из его субъединиц — PDGF-B), который и запускал регенерацию кости.

Кроме того, исследователи отмечают, что такая ДНК-коллагеновая заплатка стимулировала даже развитие клеток костного мозга человека.

Ключевая особенность метода в том, как организована встреча клеток и ДНК: во-первых, саму руководящую ДНК не нужно пополнять извне, её запас содержится в коллагеновой подложке; во-вторых, тут не используются вирусоподобные способы доставки, из-за которых мог бы «напрячься» иммунитет.

Технология ждёт клинических испытаний, однако её авторы уверены в успехе и рассчитывают, что такие ДНК-коллагеновые заплатки найдут применение в разных областях медицины, вплоть до пластической хирургии.

Подготовлено по материалам Айовского университета.