Hibridni makrofagi mogli bi da obnove kost nakon preloma

Naučnici sa Koledža Triniti i Univerziteta za medicinu i zdravstvene nauke u Dablinu stvorili su nove „hibridne“ imunske ćelije sa potencijalom da pomognu u formiranju novih kostiju nakon preloma tako što će istovremeno podsticati rast krvnih sudova i kostiju.

Ovo otkriće bi jednog dana moglo pomoći kostima da se brže regenerišu, kao i poboljšati ishode za veliki broj pacijenata – oko 10% svih preloma kostiju danas ne zarasta pravilno.

Preporučujemo

Fokus je bio na „makrofagima“, specijalizovanim imunskim ćelijama sa sposobnošću da prelaze između dva različita stanja. Pored usmeravanja imunskog odgovora, makrofagi su sekretorne ćelije, što znači da aktivno oslobađaju molekule i čestice koje komuniciraju sa okolnim ćelijama kako bi koordinisale popravku.

Kada se kost slomi, makrofagi žure na mesto preloma i pokreću inflamatorni odgovor, uklanjajući štetu poput mrtvih ćelija i fragmenata kostiju. Ovo su M1 makrofagi. Kad taj zadatak bude obavljen, makrofagi se prebacuju u drugo stanje, nazvano M2, koje pomaže u reorganizaciji i obnavljanju kosti.

„Kako se tačno taj prelaz dešava tokom popravke kosti nije dobro shvaćeno, ali naša studija doprinosi rešenju te zagonetke“, kažu autori.

„Naučnici znaju da makrofagi oslobađaju male čestice zvane vanćelijske vezikule, male pakete koji nose biološke signale i koje susedne ćelije preuzimaju. Otkrili smo ulogu koju imaju tokom popravke kosti i, što je bitno, da njihovi efekti u potpunosti zavise od toga u kom stanju se makrofag nalazi kad ih oslobađa“.

Otkriveno je da vanćelijske vezikule M1 makrofaga pokreću formiranje nove kosti, dok vanćelijske vezikule M2 makrofaga podstiču rast novih krvnih sudova, što je bitan biološki proces za dostavu nutrijenata na mesto zarastanja.

Stvaranje novog „hibridnog“ iscelitelja

Sledeći važan korak u ovom istraživanju imao je korene u metabolizmu, što se odnosi na sve hemijske reakcije koje održavaju naše ćelije u funkciji. Otkriveno je da metaboličko stanje makrofaga direktno određuje koji tip čestica oslobađa.

Pomoću medikamenta zvanog DASA-58, makrofagi M1 su prebačeni u novo hibridno stanje, negde između M1 i M2. „Bitno je da su čestice iz ovih hibridnih ćelija bile drugačije. Ove hibridne čestice su mogle istovremeno da podrže formiranje nove kosti i rast krvnih sudova, kombinujući prednosti M1 i M2 čestica – i to bez izazivanja neželjenog zapaljenja“.

Zašto je ovo važno? Koji je potencijalni uticaj ovog istraživanja?

Sporo ili nepravilno zarastanje kostiju je često kod starijih osoba, osoba sa dijabetesom i pacijenata sa velikim ili složenim prelomima. Ovo istraživanje sugeriše nov način za kreiranje ćelijskih terapija koje bi mogle ubrzati oporavak i poboljšati rezultate.

Naredni koraci će biti dalja validacija regenerativnih svojstava hibridnih vanćelijskih vezikula putem dodatnih in vitro i prekliničkih studija. Generalno, terapije na bazi vanćelijskih vezikula su sve bliže kliničkom stadijumu, sa oko 500 takvih kliničkih ispitivanja trenutno širom sveta.

„Pokazali smo da je moguće usmeriti imunske ćelije da proizvode vezikule koje podržavaju više faza isceljenja, što bi moglo biti veoma dragocen pristup za poboljšanje obnove kostiju“, kažu autori. „Reprogramiranjem ćelijskog metabolizma možemo dizajnirati nove vrste regenerativnih signala. Ovo je još uvek relativno rani stadijum, ali predstavlja vrlo obećavajući korak ka terapijama sledeće generacije“.

(Telegraf Nauka/Trinity College Dublin)