Ученые применили терапию «танцующими молекулами» для восстановления человеческого хряща

В ноябре 2021 года ученые Северо-Западного университета представили новую инъекционную терапию, которая использует быстро движущиеся «танцующие молекулы» для восстановления тканей и снятия паралича после тяжелых травм спинного мозга.

Теперь та же исследовательская группа применила терапевтическую стратегию к поврежденным клеткам человеческого хряща.

В новом исследовании лечение активировало экспрессию генов, необходимых для регенерации хряща, всего за четыре часа. А уже через три дня человеческие клетки вырабатывали белковые компоненты, необходимые для регенерации хряща.

Исследователи также обнаружили, что по мере увеличения количества молекул эффективность лечения также возрастала. Другими словами, «танцующие» движения молекул имели решающее значение для запуска процесса роста хряща.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of the American Chemical Society.

В новом исследовании ученые обратили внимание на рецепторы специфического белка, имеющего решающее значение для формирования и поддержания хряща. Для воздействия на этот рецептор команда исследователей разработала новый круговой пептид, имитирующий биологически активный сигнал белка, который называется трансформирующим фактором роста бета-1 (TGFb-1).

Затем исследователи включили этот пептид в две различные молекулы, которые взаимодействуют между собой и образуют супрамолекулярные полимеры в воде, каждый из которых обладает одинаковой способностью имитировать TGFb-1.

Они разработали один супрамолекулярный полимер с особой структурой, которая позволяет его молекулам более свободно перемещаться внутри больших агрегатов. Другой супрамолекулярный полимер, однако, ограничивал движение молекул.

«Мы хотели изменить структуру, чтобы сравнить две системы, различающиеся по степени подвижности. Интенсивность супрамолекулярного движения в одной из них гораздо выше, чем в другой», - отметили авторы исследования.

Хотя оба полимера имитировали сигнал, активирующий рецептор TGFb-1, полимер с быстро движущимися молекулами был гораздо эффективнее. В некоторых отношениях они были даже эффективнее белка, который активирует рецептор TGFb-1 в природе.

В настоящее время команда ученых тестирует эти системы в исследованиях на животных и добавляет дополнительные сигналы для создания высокоактивных терапевтических средств.

«Учитывая успех исследования на клетках хряща человека, мы прогнозируем, что регенерация хряща значительно усилится при использовании в трансляционных доклинических моделях. Он должен превратиться в новый биоактивный материал для регенерации хрящевой ткани в суставах», - пишут исследователи.