Molekulat e nanofibrave ndihmojnë në riparimin e dëmtimit të kërcit në nyje duke “rigjeneruar indet”
Një ekip në Universitetin Northwestern ka dalë me termin “molekula vallëzimi” për të përshkruar një shpikje të nanofibrave sintetike për të cilat ata thonë se kanë potencialin për të shpejtuar rigjenerimin e dëmtimit të kërcit përtej asaj që trupi ynë është i aftë.
Emërtimi u krijua në nëntor 2021, kur i njëjti ekip prezantoi një injeksion të këtyre molekulave për të riparuar indet dhe për të kthyer paralizën pas lëndimeve të rënda të palcës kurrizore te minjtë.
Tani ata kanë aplikuar të njëjtën strategji terapeutike për qelizat e dëmtuara të kërcit të njeriut. Në një studim të ri, të botuar në Journal of the American Chemical Society, trajtimi aktivizoi shprehjen e gjeneve të nevojshme për rigjenerimin e kërcit brenda vetëm katër orësh, shkruan Good News Network.
Dhe, pas vetëm tre ditësh, qelizat njerëzore prodhuan përbërës proteinikë të nevojshëm për rigjenerimin e kërcit, diçka që njerëzit nuk mund ta bëjnë në moshën e rritur.
Mekanizmat konceptualë të molekulave të kërcimit funksionojnë përmes receptorëve qelizorë të vendosur në pjesën e jashtme të membranës qelizore.
Këta receptorë janë porta për mijëra përbërës që drejtojnë një mori procesesh në biologji, por ato ekzistojnë në turma të dendura që lëvizin vazhdimisht në membranën qelizore.
Molekulat e kërcimit formojnë shpejt nanofibra sintetike që lëvizin sipas strukturës së tyre kimike. Ato imitojnë matricën jashtëqelizore të indit përreth dhe duke ‘vallëzuar’ këto fibra mund të vazhdojnë me lëvizjen e receptorëve të qelizave. Duke shtuar receptorët e sinjalizimit biologjik, i gjithë grupi mund të lëvizë funksionalisht dhe të komunikojë me qelizat si biologjia natyrore.
“Receptorët celularë lëvizin vazhdimisht”, tha profesori veriperëndimor i Shkencave të Materialeve Samuel Stupp, i cili drejtoi studimin. “Duke i bërë molekulat tona të lëvizin, të kërcejnë apo edhe të kërcejnë përkohësisht nga këto struktura, të njohura si polimere supramolekulare, ato janë në gjendje të lidhen në mënyrë më efektive me receptorët.”
Objektivi i punës së tyre janë afro 530 milionë njerëz në mbarë globin që jetojnë me osteoartrit, një sëmundje degjenerative në të cilën indet në nyje prishen me kalimin e kohës, duke rezultuar në një nga format më të zakonshme të sëmundshmërisë dhe paaftësisë.
“Trajtimet aktuale synojnë të ngadalësojnë përparimin e sëmundjes ose të shtyjnë zëvendësimin e pashmangshëm të kyçeve,” tha Stupp. “Nuk ka opsione rigjeneruese sepse njerëzit nuk kanë një kapacitet të natyrshëm për të rigjeneruar kërc në moshë madhore.”
Në studimin e ri, Stupp dhe ekipi i tij kërkuan nga receptorët për një proteinë specifike kritike për formimin dhe mirëmbajtjen e kërcit. Për të synuar këtë receptor, ekipi zhvilloi një peptid të ri rrethor që imiton sinjalin bioaktiv të proteinës, i cili quhet faktori transformues i rritjes beta-1 (TGFb-1).
Northwestern U. Press më pas raportoi se studiuesit e inkorporuan këtë peptid në dy molekula të ndryshme që ndërveprojnë për të formuar polimere supramolekulare në ujë, secila me të njëjtën aftësi për të imituar TGFb-1.
Studiuesit projektuan një polimer supramolekular me një strukturë të veçantë që u mundësoi molekulave të tij të lëviznin më lirshëm brenda asambleve të mëdha. Polimeri tjetër supramolekular, megjithatë, kufizoi lëvizjen molekulare.
“Ne donim të modifikonim strukturën në mënyrë që të krahasonim dy sisteme që ndryshojnë në masën e lëvizjes së tyre,” tha Stupp. “Intensiteti i lëvizjes supramolekulare në njërën është shumë më i madh se lëvizja në tjetrën.”
Megjithëse të dy polimerët imituan sinjalin për të aktivizuar receptorin TGFb-1, polimeri me molekula që lëviznin shpejt ishte shumë më efektiv. Në disa mënyra, ato ishin edhe më efektive se proteina që aktivizon receptorin TGFb-1 në natyrë.
“Pas tre ditësh, qelizat njerëzore të ekspozuara ndaj grumbullimeve të gjata të molekulave më të lëvizshme prodhuan sasi më të mëdha të përbërësve proteinikë të nevojshëm për rigjenerimin e kërcit,” tha Stupp.
“Me suksesin e studimit në qelizat e kërcit njerëzor, ne parashikojmë që rigjenerimi i kërcit do të përmirësohet shumë kur përdoret në modelet para-klinike shumë përkthimore,” tha Stupp. “Ai duhet të zhvillohet në një material të ri bioaktiv për rigjenerimin e indit të kërcit në nyje.”
“Ne kemi filluar të shohim gjerësinë e jashtëzakonshme të kushteve në të cilat mund të zbatohet ky zbulim themelor mbi ‘molekulat e kërcimit’,” tha Stupp. “Kontrolli i lëvizjes supramolekulare përmes dizajnit kimik duket të jetë një mjet i fuqishëm për të rritur efikasitetin për një sërë terapish rigjeneruese.” /Katror.info
Përgatiti:
