ВАННА Як виготовляється хрящ
Вчені з ТУ Берлін дають можливість вирощувати "штучний" хрящ
Як насправді утворюється хрящ? Недарма Марк Росовський з Інституту біотехнологій ТУ Берліна досліджує це питання: Травми та захворювання хрящової тканини суглобів часто спричиняють сильний біль, тоді як шанси вилікувати ревматизм та артроз звичайними методами зазвичай невеликі. Якщо, навпаки, ви дозволяєте хрящовій тканині розростатися в лабораторії, а потім пересаджуєте її, імовірність більша. Саме тому Марк Росовський та інші вчені з Німецького дослідницького центру ревматизму на базі університетської клініки Шаріте в центрі Берліна намагаються виростити такий "штучний" хрящ.
Вони використовують як вихідний матеріал клітини хряща людини. Ці клітини, які клітинні біологи називають хондроцитами, швидко змінюють свій вигляд у лабораторії і перетворюються на своєрідні клітини-попередники. Вони можуть перетворюватися на хондроцити в організмі, а також на м’язові або жирові клітини та сухожилля. Однак у лабораторії це перетворення в клітини хряща насправді не вдається. "Тільки тоді, коли клітини мають правильне тривимірне середовище, вони можуть перерости в хрящову тканину", - пояснює Марк Росовський. Але саме цього просторового середовища вони не мають у культуральних колбах, в яких клітини зазвичай ростуть у лабораторії. Клітини опускаються через поживну рідину на дно пляшки, де вони утворюють шар, товстий лише як одна клітина. Такий "моношар" має лише два просторові виміри, оскільки йому бракує висоти - хрящова тканина навряд чи може рости таким чином.
Біологи знають "хитрощі", які можуть допомогти клітинам-попередникам під час стрибків: вони можуть сформувати клітини у своєрідну міні-кульку або покласти стільки клітин у пляшку для культури, що кілька шарів клітин накладаються на дно. Таким чином вони змушують тривимірну структуру, але пропорції навряд чи є природними. Результат набагато кращий, якщо клітини можуть самостійно знайти свою природну структуру. Для цього Марк Росовський поміщає клітини-попередники в крихітну капсулу, виготовлену з цукрових полімерів, діаметром лише близько півсантиметра. Ніби самі по собі клітини починають чіплятися одна за одну і утворюють тривимірну структуру. "У цій структурі клітини-попередники, очевидно, подають одна одній сигнали, необхідні для перетворення в нормальні хондроцити", - пояснює Марк Росовський. Усередині капсули проростає тип хряща, який лікарі використовують для загоєння менших тріщин і пошкоджень. Однак поки що лише провідні спортсмени та дуже заможні люди можуть дозволити собі високі витрати на таку терапію.
Крім того, ця трансплантація навряд чи допомагає у випадку серйозних пошкоджень, таких як остеоартроз літніх людей або ревматизм. "У випадку спортивних травм решта здорової хрящової тканини, ймовірно, надає інформацію про правильний ріст трансплантованих хондроцитів", - пояснює Росовський. Ці здорові тканини відсутні, коли є великі пошкодження. Однак у лабораторії хондроцити лише переростають у тканину, яка набагато більш пухка, ніж природно вирощений хрящ у тілі. В самому організмі цілий ряд сигналів дає хондроцитам важливу інформацію, за допомогою якої створюється правильна тканина. Деякі з цих речовин-посланців відомі, але ми не знаємо, в якій концентрації та в який час вони повинні діяти, щоб дати можливість твердому хрящу рости. Якщо Марк Росовський поміщає суміш таких сигнальних речовин в капсули з хондроцитами, його перший результат: "Змінюється ріст і поведінка клітин". Однак пройде деякий час, перш ніж він та його колеги дізнаються найкращий склад суміші сигнальних речовин, і дослідник зменшив занадто високі очікування.
кн
3916 символів
За додатковою інформацією звертайтесь: Dipl.-Biochem. Марк Росовський, TU Берлін, Інститут біотехнологій, Департамент медичних біотехнологій, Тел .: 030/89002262 або 030/314-72573, E-Mail: [email protected].
Ілюстрації на замовлення.
Примітка: Ця публікація є "Темою тижня - EIN-Blick für Journalisten" на порталі новин TUB. На додаток до статті, ви знайдете службу експертів та додаткові посилання там: www.prestelle.tu-berlin.de/newsportal
Додаткова інформація:
Особливості цього прес-релізу:
Біологія, харчування/охорона здоров'я/догляд, інформаційні технології, медицина, економіка
надрегіональний
Результати досліджень, дослідницькі проекти
Німецька