У світі медичних відкриттів з’явилася надія для мільйонів людей, які страждають від виснажливих переломів кісток, особливо хребта. Науковці продемонстрували, що жирова тканина нашого тіла може стати джерелом для відтворення кісток. Цей прорив дозволив успішно використовувати адипоцити – клітини жирової тканини – для відновлення компресійних переломів хребта. Потенціал цього методу може кардинально змінити підходи до лікування переломів та значно покращити міцність кісток при таких захворюваннях, як остеопороз.
Дослідники з Осацького муніципального університету, що є одним з провідних наукових центрів Японії, зосередили свої зусилля на стовбурових клітинах, отриманих саме з жирової тканини – так званих адипогенних стовбурових клітинах (АДСК). Ці клітини були частково розвинуті до стану зрілих кісткових клітин. Після цього попередньо диференційовані клітини сформували у сферичні скупчення, відомі як сфероїди. Вчені виявили, що саме така форма значно сприяє відновленню та регенерації тканин.
Від наукової лабораторії до потенційної терапії
Далі, отримані АДСК-сфероїди поєднали з бета-трикальційфосфатом – біосумісною сполукою, яку зазвичай застосовують у кісткових трансплантатах та стоматологічних імплантатах. Цей комплекс був введений у цільову ділянку – у цьому випадку, в поперекові хребці L4 та L5 щурів, які мали остеопоротичні переломи хребта. Остеопороз – це поширене захворювання, особливо серед літніх людей, при якому кістки стають крихкими та схильними до переломів навіть від незначних навантажень. Протягом чотирьох та восьми тижнів проводилися мікро-КТ сканування, гістологічні дослідження та біомеханічні випробування, щоб оцінити ефективність регенерації кісток та загоєння пошкоджень.
“Група, яка отримала остеогенні сфероїди, продемонструвала значно вищу кісткову масу, показники зрощення та механічну міцність, ніж контрольна група”, – зауважили дослідники. “Гістологічний аналіз виявив покращене формування нової кістки та інтеграцію бета-трикальційфосфату”. Вони також додали: “Крім того, виживання адипогенних стовбурових клітин було підтверджено в місці відновлення. Ці результати свідчать, що адипогенні стовбурові клітини сприяють як паракринному, так і прямому остеогенезу”.
Простими словами, новостворена кістка не лише скоригувала ушкодження, а й суттєво покращила міцність кісток у щурів, які отримали це лікування, порівняно з контрольною групою. Що прикметно, це було не поверхневе виправлення – також активізувалися гени, які відповідають за формування та регенерацію кісток.
“Це дослідження розкрило значний потенціал сфероїдів, що диференціюють кістки, з використанням АДСК для розробки нових методів лікування переломів хребта”, – зазначив Юта Савада, науковий співробітник Вищої медичної школи Осацького муніципального університету. “Оскільки клітини отримують з жиру, навантаження на організм мінімальне, що забезпечує безпеку пацієнтів”.
Глобальний виклик старіння та майбутні перспективи
Науковці розпочали цей шлях з фокусом на старіюче населення Японії – демографічну групу, яка в усьому світі має підвищений ризик крихкості кісток та переломів. Вікові переломи хребта, відомі як остеопоротичні компресійні переломи, є поширеним явищем і призводять до серйозного погіршення якості життя. Збір АДСК, навіть у літньому віці, є відносно легким, а саме лікування набагато менш інвазивне, ніж традиційні хірургічні втручання при переломах.
Втім, існують певні обмеження у цьому дослідженні. Зокрема, дефекти хребців у щурів були створені штучно, тому вони не повністю імітують природний людський перелом. Крім того, щури є чотирилапими тваринами, тому навантаження на хребет у них відрізняється від того, що відчувають двоногі істоти, як люди. І, звичайно, поки що бракує довгострокових даних щодо таких інноваційних методів терапії – як у будь-яких видів, так і тим більше у людей.
Проте, терапія стовбуровими клітинами для регенерації кісток залишається надзвичайно актуальною темою для вчених. Наприклад, у 2022 році австралійська команда використала звукові хвилі для диференціації стовбурових клітин у мезенхімальні стовбурові клітини (МСК), які виробляють кісткову тканину. Збір МСК зазвичай є складним процесом, оскільки вони переважно знаходяться у кістковому мозку. Дослідники з Осаки сподіваються, що в майбутньому ми будемо використовувати такі методи, що дозволяють нашому організму самостійно відновлювати або зміцнювати кістки в будь-якому віці.
“Цей простий та ефективний метод може лікувати навіть складні переломи і може прискорити загоєння”, – зазначив доктор Сінджі Такахаші з Осацького муніципального університету. “Очікується, що ця техніка стане новим способом лікування, яка допоможе продовжити здорове життя пацієнтів”.
Результати цього дослідження були оприлюднені у поважному науковому журналі Bone & Joint Research.
