Naukowcy z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego opracowali materiał, który nie tylko pomaga w odbudowywaniu niewielkich ubytków kostnych, ale też może służyć jako precyzyjny nośnik leków przeciwko osteoporozie. Polski wynalazek może stanowić przełom w leczeniu tej choroby.
Jak podkreślają twórcy wynalazku, słowo „precyzyjny” jest niezwykle ważne w kontekście leków na osteoporozę, ponieważ środki te mają silne i bardzo dokuczliwe skutki uboczne. Opracowany przez zespół pod kierunkiem prof. dr hab. Marii Nowakowskiej materiał pozwala zaś dostarczać je wyłącznie w chore miejsca, co eliminuje konieczność praktykowanego do tej pory podawania ogólnoustrojowego.
Jak poinformowali pracownicy UJ w komunikacie, nowy materiał ma postać hydrożelu. Wstrzykuje się go w miejsce ubytku kości, gdzie następuje seria procesów związanych z sieciowaniem chemicznym, w wyniku czego hydrożel zestala się. Ze względu na swoją strukturę i skład materiał trwale przyczepia się do tkanki kostnej i pełni funkcję rusztowania, na którym w naturalnych procesach biologicznych tworzy się nowa tkanka kostna wypełniająca ubytek.
Komponenty naszego hydrożelu naśladują naturalny skład tkanki kostnej. Wśród jego składników jest między innymi kolagen, kwas hialuronowy oraz chitozan, czyli polisacharyd o udowodnionych właściwościach antybakteryjnych, przeciwzapalnych i przeciwbólowych. Oprócz tego w jego skład wchodzi kluczowy składnik nieorganiczny - syntetyzowany przez nas układ cząstek krzemionki dekorowanych hydroksyapatytem, który w hydrożelu i projektowanej terapii pełni kilka istotnych i pożytecznych funkcji.
- mówi dr hab. Joanna Lewandowska-Łańcucka, współtwórczyni wynalazku.
Jak tłumaczy, po wstrzyknięciu hydrożelu do organizmu jego składowe wiążą się ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi, co pozwala mu zachować funkcjonalność, ponieważ nie ulega on niekontrolowanej degradacji.
Wykorzystany w hydrożelu hydroksyapatyt w organizmach żywych stanowi główny, nieorganiczny budulec tkanki kostnej, wpływający na jej wytrzymałość. W naszym materiale pełni on analogiczną rolę. Minerał ten odpowiednio zagęszcza preparat, który po wstrzyknięciu łatwo przywiera do tkanki kostnej w miejscu ubytku i służy za podłoże dla osteoblastów (komórek kościotwórczych), które odbudowują kość.
- opowiada badaczka z UJ.
To jednak, co podkreśla dr Lewandowska-Łańcucka, tylko mała część omawianej innowacji; poza wypełnianiem ubytków hydrożel ma bowiem jeszcze jedną, niezwykle ważną z punku widzenia leczenia osteoporozy, właściwość - może wiązać w sobie popularny lek przeciwko osteoporozie, czyli alendronian sodu. Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskuje się wielofunkcyjny materiał o dużym potencjale terapeutycznym.
Mało tego - specyficzny skład chemiczny hydrożelu umożliwia dostarczanie leku w ściśle określone miejsce, czyli w okolice chorych tkanek. Takie postępowanie ma dwie ogromne zalety: po pierwsze lek może być aplikowany w większych dawkach, co zwiększa efektywność terapii, a po drugie ominięcie innych układów naszego organizmu niweluje wiele skutków ubocznych, które w obecnych modelach terapii występują powszechnie.
Obecnie alendronian sodu podawany jest doustnie, przez co działa ogólnoustrojowo. Sam lek, choć jest dość skuteczny, wykazuje szereg skutków ubocznych. Z tego powodu drogą doustną nie można podawać go w dużych dawkach, więc w chorych miejscach osiągane są jedynie niskie jego stężenia, co obniża efektywność terapii - sprawia, że proces leczenia jest długotrwały i nie zawsze przynosi zadowalające rezultaty.
Autorzy omawianego wynalazku podkreślają, że od dawna kluczowym problemem w opracowywaniu nowych metod leczenia osteoporozy było wynalezienie czegoś, co pozwoli podawać leku miejscowo, dokładnie tam, gdzie jest to potrzebne, z pominięciem reszty organizmu. Gdyby dodatkowo lek uwalniał się stopniowo, a nie na raz, terapia stałaby się jeszcze skuteczniejsza.
I właśnie taki model działania udało się osiągnąć zespołowi z UJ. Wynalazek został już objęty ochroną patentową na terenie Polski i zagranicą.