Komórki macierzyste na zwyrodnienia i implant z antybiotykiem

„Sposób otrzymywania autologicznych komórek AT-MSC” jako innowacyjnego „leku komórkowego” to kolejna z nominacji w konkursie Dziennika Gazety Prawnej „Eureka! Odkrywamy polskie wynalazki”.

Szefową zespołu, który został zgłoszony do rywalizacji o palmę pierwszeństwa w tegorocznym konkursie jest prof. Ewa Zuba-Surma z Zakładu Biologii Komórki, Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. – AT-MSC, to skrót z języka angielskiego, dotyczy komórek macierzystych mezenchymalnych, które izolowane są z ludzkiej tkanki tłuszczowej. Natomiast określenie „autologiczne” znaczy, że każdy pacjent jest dla siebie dawcą tych komórek dla celów terapii – tłumaczy krakowska badaczka.

-AT-MSC to jeden z rodzajów komórek macierzystych, które mogą się przekształcać w różne, bardziej dojrzałe typy komórek, w tym tkanki chrzęstno-kostnej. Zatem nasze „komórki lecznicze” mogą dawać początek m.in. osteoblastom i chondrocytom, czyli komórkom chrząstki i kości, mogącym spełniać funkcje regeneracyjne w tych tkankach. Mogą także wydzielać szereg czynników, które sprzyjają naprawie tkanek – mówi prof. Ewa Zuba-Surma.

Badania nad terapią z wykorzystaniem tego typu już bardzo zaawansowane. – We współpracy z klinicystami zakończyliśmy właśnie drugą fazę badań klinicznych, w której brało udział blisko 200 pacjentów z osteoartrozą stawu kolanowego. Komórki macierzyste AT-MSCs w postaci tzw. produktu leczniczego terapii zawansowanej (ATMP) – opracowanego w naszym zespole - zostały podane pacjentom dokolanowo i po sześciu miesiącach sprawdzaliśmy stan chorych pod kątem różnych parametrów – mówi prof. Ewa Zuba-Surma. Naukowcy zaobserwowali m.in. znaczącą poprawę jakości życia oraz aktywności fizycznej pacjentów, która była skorelowana z istotnym obniżeniem symptomów osteoartrozy, w tym przewlekłego bólu. - To „skok milowy” w jakości życia tych pacjentów! – mówi krakowska badaczka.

Co więcej, w pewnej grupie pacjentów obserwowano także istotną poprawę struktury chrząstki. - Lek działa zatem również w sposób przyczynowy. W tym momencie przygotowujemy się do badań klinicznych trzeciej fazy, co pozwoli nam w przyszłości skomercjalizować ten „lek komórkowy” – dodaje prof. Ewa Zuba-Surma.

Z kolei w Poznaniu powstał nowy typ implantu: „materiał tytanowy modyfikowany, domieszkowaną cynkiem, warstwą polifenolową z przeznaczeniem na implant ortopedyczny i stomatologiczny oraz sposób jego wytwarzania”. Opracował go zespół prof. Mariusza Sandomierskiego z Instytutu Technologii i Inżynierii Chemicznej Politechniki Poznańskiej.

Jak podkreśla naukowiec z Poznania, częstym problemem podczas użytkowania implantów są zakażenia poimplantacyjne. – Chcemy, by tego typu zabiegi były bezpieczniejsze. Możemy to uzyskać poprzez powierzchnię implantu zmodyfikowaną antybiotykiem, a jak będzie zmodyfikowana antybiotykiem, nie wytworzy się na niej biofilm, a więc warstwa bakterii, którą trudno potem zwalczyć – mówi prof. Mariusz Sandomierski.

Sposób wytwarzania tego typu rozwiązania nie jest jednak prosty. Na implancie tworzona jest warstwa polifenolowa, w której znajdują się również jony cynku. Z tą właśnie powłoką wiąże się antybiotyk. - Możemy wyobrazić sobie kubek, w którym zostawiamy na dłużej herbatę i tworzy się brązowa, ciemna powłoczka na jego powierzchni. Nasze warstwy polifenolowe są podobne. Polifenol ma silną adhezję, silnie się wiąże z tytanem. Następnie wprowadzamy tam jony cynku. Cynk ma silne zdolności koordynacyjne (łączące) i koordynuje zarówno z polifenolem, czyli z tą warstwą, ale też z lekiem - tłumaczy prof. Mariusz Sandomierski.

Cynk jest więc łącznikiem pomiędzy warstwą polifenolową a lekiem. By medykament dostał się do organizmu, najpierw uwalnia się cynk, co powoduje dłuższe wydzielanie samego antybiotyku.

- W naszym przypadku uwalnianie leku trwało około 80 godzin – przez tyle czasu byliśmy w stanie zmierzyć jego ilość. Mógł się uwalniać dłużej, ale nasza aparatura już nie zdołała go wychwycić – zaznacza poznański naukowiec.

Zgłoszone do konkursu Dziennika Gazety Prawnej rozwiązanie opiera się na zastosowaniu jednego, konkretnego preparatu. - W innych patentach mamy kolejne antybiotyki oraz substancje czynne wspomagające, na przykład narost kości.

Możemy wytwarzać różne implanty i staramy się na to zdobywać finansowanie – mówi prof. Mariusz Sandomierski.