Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Bioengineerte vekstfaktorer fører til bedre sårheling

Anonim

Når vi blir såret, starter kroppene våre naturlig med en reparasjon av det skadede vevet. Denne prosessen er formidlet av biologiske molekyler kalt vekstfaktorer, som er proteiner som forekommer naturlig i våre celler og styrer prosesser som spenner fra embryonal utvikling til helbredelse. Gitt sin regenerative rolle i kroppen, har vekstfaktorer blitt undersøkt for bruk i rusmidler, men med begrenset suksess. Publisering i Science, en EPFL-gruppe har brukt bioengineering for å forbedre effekten av kliniske vekstfaktorer i sammenheng med bløtvev og beinreparasjon, samtidig som man opprettholder lave og sikre doser.

annonse


Vekstfaktorer er ansatt i et bredt spekter av kliniske applikasjoner som krever cellevekst. En stor en er regenerativ medisin, som omhandler vevsreparasjon og sårheling. En rekke vekstfaktorer har blitt utforsket i farmasøytiske forbindelser for å fremme ny blodkar og beindannelse, og til og med å utløse genereringen av granulasjonsvev - et kollagenrikt vev som dannes ved skadestedet. Til tross for den omfattende terapeutiske undersøkelsen har vekstfaktorer vært svært begrenset når det gjelder klinisk oversettelse, hovedsakelig fordi stoffformuleringer ofte ikke korrekt reflekterer den biologiske funksjonen av vekstfaktorer ved sårheling.

En gruppe ledet av Jeffrey A. Hubbell ved EPFL har funnet en måte å forbedre effektiviteten av vekstfaktorer, samtidig som de holder seg til lave doser. Gruppen screenet 25 vekstfaktorer mot seks nøkkelproteiner i den ekstracellulære matrisen - den støttende strukturen som omgir organer og vev i kroppen og er tungt forbundet med å formidle funksjonen av vekstfaktorer. Fysiologisk veksler vekstfaktorene med disse proteinene for å stimulere cellevekst i skadede vev ved aktivering av reseptorer. I screeningstesten bundet de 25 vekstfaktorene til de seks proteinene med varierende styrker, slik at forskerne valgte en vekstfaktor (PIGF-2) som viste sterkeste bindingen over alle seks proteiner.

Ved å analysere sekvensen av vekstfaktoren isolerte forskerne en 22-aminosyre-seksjon som er ansvarlig for den kraftige binding av PIGF-2 til ekstracellulære matriksproteiner. Ved å fusere den sekvensen til tre vekstfaktorer, kunne de øke sin bindingsaffinitet med 2- til 100 ganger, noe som kunne redusere behovet for høyere doser i fremtiden. I tillegg viste de bioengineerte vekstfaktorene at de kunne etterligne interaksjoner i dannelsen av blodpropp, noe som ville være ytterligere gunstig for sårheling.

Gruppen testet også lavdosis aktuell påføring av vekstfaktorer på diabetiske mus, som er en vanlig modell for nedsatt sårheling. Sammenlignet med deres umodifiserte kolleger, førte vekstfaktorene som inneholdt PIGF-2-sekvensen til mye raskere sårlukking og produksjon av granulasjonsvev, og førte også til en mer uttalt ny dannelse av blodkar, noe som er avgjørende for å opprettholde sistnevnte. Forskerne så også lignende effekter i beinreparasjon, med de utviklede vekstfaktorene som viser en mye høyere forekomst av beinvev hos rotter med skjelettdefekter. Til slutt var de i stand til å vise at de kliniske bivirkningene av en bestemt vekstfaktor kunne lindres ved å erstatte den med sin bioengineerte motpart.

Resultatene viser at en relativt enkel modifikasjon kan forbedre klinisk bruk av vekstfaktorer betydelig, ved å gjøre dem mer effektive, kostnadseffektive og sikre. Gruppen sammenslåser nå PIGF-2-sekvensen til ytterligere vekstfaktorer, som de kan gjøre i en nesten plug-and-play-måte. "Evolusjonen har gitt et nært samspill mellom den ekstracellulære matrisen og vekstfaktorene, " sier Hubbell. "Ved å omdanne molekylene kan vi utnytte den samspillet og åpne vei for klinisk oversettelse, slik at disse molekylene blir nyttige stoffer." Forskerne planlegger nå å utvide sine studier til større dyremodeller og til slutt begynne foreløpige menneskelige forsøk.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. MM Martino, PS Briquez, E. Guc, F. Tortelli, WW Kilarski, S. Metzger, JJ Rice, GA Kuhn, R. Muller, MA Swartz, JA Hubbell. Vekstfaktorer konstruert for superaffinitet til den ekstracellulære matrisen, forbedrer vævsheling . Vitenskap, 2014; 343 (6173): 885 DOI: 10.1126 / science.1247663