Injecteerbaar biomateriaal levert dubbele therapieën om zenuwherstel te bevorderen na wervelkolomletsel

Een team van onderzoekers aan de Rowan University heeft een injecteerbaar biomateriaal ontwikkeld dat de herstelresultaten aanzienlijk zou kunnen verbeteren na letsels van het ruggenmerg. De studie, onlangs gepubliceerd in het dagboek Biomaterialenintroduceert een multifunctioneel hydrogelsysteem dat is ontworpen om de complexe biologische omgeving aan te pakken die regeneratie in het centrale zenuwstelsel belemmert.

Onder leiding van Louis S. Paone en Peter A. Galie, Ph.D., in het Henry M. Rowan College of Engineering’s Department of Biomedical Engineering, presenteert het onderzoek een nieuwe benadering van herstel van het ruggenmerg door meerdere therapeutische agenten te combineren in een enkel, injecteerbaar platform.

De innovatie concentreert zich op hyaluronzuur (HA), een natuurlijk voorkomend molecuul in het lichaam, dat het team heeft opgesteld om als nanocarrier te fungeren voor bioactieve verbindingen. Het materiaal werd vervolgens ingebed in een temperatuurgevoelige gel die stolt bij injectie, waardoor minimaal invasieve levering rechtstreeks aan de letselplaats mogelijk is.

De onderzoekers hebben het aangepast om twee belangrijke ingrediënten te dragen: een die een eiwit blokkeert dat verantwoordelijk is voor littekenvorming en een andere die helpt om zenuwcellen te begeleiden om in de goede richting te groeien. Deze ingrediënten worden bij elkaar geleverd in een gel die reageert op de lichaamstemperatuur, waardoor het gemakkelijk te injecteren is en minder invasief.

Door zich te richten op zowel littekens als het proces dat voorkomt dat beschadigde zenuwvezels worden geregeld, wil het systeem een ​​gunstiger omgeving creëren voor zenuwregeneratie.

In laboratoriumtests en dierstudies liet de gel veelbelovende resultaten zien. Het gaf niet alleen zijn genezingsmiddelen vrij met een gestage snelheid, maar hielp ook zenuwvezels en ondersteunende cellen die naar het gewonde gebied bewegen. De behandeling leidde na slechts enkele weken tot tekenen van verbeterde zenuwverbindingen.

Standaardbenaderingen nu in klinisch gebruik kunnen slechts één medicatie leveren aan de letsellocatie. Galie, die ook toezicht hield op de conceptuele ontwikkeling en data -analyse van het project, zei dat de resultaten opwindend waren omdat het nieuwe materiaal een modulair platform is waarmee onderzoekers elk type therapeutisch middel kunnen binden, of het nu een klein molecuulgeneesmiddel, monoklonaal antilichaam of peptide is.

“Je zou dit materiaal kunnen toevoegen of decoreren op welke manier je maar wilt met elke moleculaire toolbox die je hebt,” zei Galie. “We wilden een mechanisme creëren om meerdere therapieën op de site van het letsel te leveren om de complexe omgeving aan te pakken die herstel voorkomt.”

Hun proof-of-concept-studie werd uitgevoerd in samenwerking met wetenschappers van Drexel University College of Medicine, inclusief Drs. Itzhak Fischer en Ying Jin, en Julien Bouyer, die de expertise in neurowetenschappen hebben bijgedragen en hielpen bij het testen van de gel in diermodellen.

Deze studie vertegenwoordigt een belangrijke stap voorwaarts in de ontwikkeling van combinatietherapieën voor letsels in het centrale zenuwstelsel. Hoewel meer onderzoek nodig is voordat deze behandeling bij mensen kan worden getest, zijn de resultaten een opwindende stap voorwaarts. Het team hoopt dat de aanpak van het leveren van meerdere genezingsmiddelen in één eenvoudige injectie uiteindelijk zal leiden tot betere herstelopties voor mensen met ruggenmergletsels.