Badaczki z Wydziału Biologii Uniwersytetu Jagiellońskiego znalazły sposób, który pozwala w bardzo krótkim czasie pozyskać komórki tkanki kostnej gotowe do przeszczepów lub do innego wykorzystania w terapiach regeneracji kości. Metoda polega na pobraniu z tkanki tłuszczowej mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) i stymulowania ich w sposób, który inicjuje ich różnicowanie w kierunku tkanki kostnej.
Opracowana metoda to wynik wieloletniej pracy badawczej dr hab. Anny Marii Osyczki, prof. UJ z Instytutu Zoologii i Badań Biomedycznych Uniwersytetu Jagiellońskiego i jej doktorantki, Karoliny Truchan oraz współpracujących dr hab. Katarzyny Cholewy-Kowalskiej, prof. Akademii Górniczo-Hutniczej i jej doktorantki, mgr inż. Barbary Zagrajczuk.
W opinii badaczek wykorzystanie komórek tkanki tłuszczowej oraz opracowanej nowej metody ich naprowadzania na różnicowanie w komórki tkanki kostnej jest skuteczniejsze, szybsze i łatwiejsze w porównaniu do innych, obecnie stosowanych metod w terapiach regeneracji tkanki kostnej z użyciem MSC szpiku kostnego lub tkanki tłuszczowej.
- MSC to komórki, które w gotowości czekają na instrukcje. Gdy tylko je otrzymają, mogą przeobrażać się w tkanki o określonej funkcjonalności. Dla medycyny MSC są bardzo przydatne i pożądane, ponieważ dostęp do nich - wraz z umiejętnością ich kontrolowanego różnicowania - daje nam możliwość regeneracji chorych lub uszkodzonych tkanek. Właściwie zróżnicowane komórki mogą być wykorzystane do terapii regeneracyjnych, w tym również do przeszczepów" - wyjaśnia Anna Maria Osyczka, prof. UJ z Instytutu Zoologii i Badań Biomedycznych Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Jak dodaje, zespół badaczek opracował metodę, która pozwala bardzo szybko "poinstruować" wyizolowane wcześniej komórki MSC tkanki tłuszczowej, by te stały się komórkami tkanki kostnej.
- Idea jest taka, by przygotowane w ten sposób komórki w warunkach laboratoryjnych móc bezpiecznie podawać pacjentom. Sposób ich wykorzystania i podawania to kwestia otwarta, zależna od indywidualnie zaprojektowanej terapii komórkowej" – zaznacza prof. Anna Maria Osyczka.
Badaczki z UJ połączyły kilka sposobów stymulacji komórek, aby uzyskać zamierzony efekt, czyli szybkie naprowadzenie komórek tkanki tłuszczowej na różnicowanie w komórki kostne. Do tego celu opracowały odpowiedni koktajl czynników chemicznych, które podawano komórkom, a także prostą metodę stymulacji mechanicznej komórek (odpowiedniego mieszania pożywki podawanej komórkom). Trzecim ważnym elementem powyższego wynalazku było zastosowanie do hodowli komórek tzw. bioaktywnych, kompozytowych podłoży wzrostowych.
- Komórki MSC z tkanki tłuszczowej nie są w stanie samoistnie w hodowli zainicjować procesu tworzenia tkanki kostnej. Natomiast opracowany przez nas skład pożywki podawanej komórkom, a także odpowiednie mieszanie pożywki, bardzo szybko naprowadza komórki MSC tkanki tłuszczowej na różnicowanie w komórki tkanki kostnej. Proces ten wspomagany jest przez zastosowanie specyficznych, opracowanych na AGH podłoży wzrostowych dla komórek – podkreśla Karolina Truchan, współautorka wynalazku i doktorantka UJ.
Zastosowane w wynalazku podłoża kompozytowe zawierają w sobie komponent w postaci bioaktywnego szkła, modyfikowanego pod względem zawartości odpowiednich tlenków. "Wykazaliśmy dotąd, że podłoża takie wykazują szereg pożądanych właściwości biologicznych i mogą samodzielnie naprowadzać komórki MSC szpiku kostnego na różnicowanie w komórki kostne – wyjaśnia prof. Anna M. Osyczka.
Jak podkreślają badaczki, nowa metoda pozwala w kilka dni skutecznie zaprogramować MSC tkanki tłuszczowej tak, by hodowane komórki stały się komórkami kostnymi. Tak przygotowana hodowla może być potencjalnie wykorzystana do różnych terapii komórkowych, gdzie stosuje się autoprzeszczepy.
Podmiotem współuprawnionym do wypracowanej własności intelektualnej jest Akademia Górniczo-Hutnicza, która współuczestniczyła w opracowywaniu składu bioaktywnych podłoży wzrostowych dla hodowli MSC. Wszystkie wynalazki zespołu z UJ są objęte ochroną patentową. Część badań, w wyniku których powstały opisane wyżej technologie, zrealizowano w ramach Diamentowego Grantu finansowanego przez Ministerstwo Edukacji i Nauki, przyznanego Karolinie Truchan.
Od lewej: Karolina Truchan, doktorantka UJ; Anna M. Osyczka, prof. UJ; Katarzyna Cholewa-Kowalska, prof. AGH; Barbara Zagrajczuk, doktorantka AGH
