Запрос на рост. Как уникальный генный препарат стимулирует регенерацию костной ткани

21 июля 2024 5 мин.

Инновации в медицине вызывают особый интерес общества. Это вполне естественно, ведь речь идет о спасении людей и улучшении качества их жизни. Не так давно наши коллеги из программы «Черные дыры. Белые пятна», выходящей на телеканале «Культура», посвятили два сюжета исследованиям российских ученых, которым удалось разработать и ввести в клиническую практику не имеющий аналогов в мире ген-активированный материал, способствующий регенерации костной ткани.
Думаем, что читателям «Поиска» также будет интересно познакомиться с принципами работы уникальных препаратов, ведь при необходимости они имеют возможность испытать их действие на себе.
О том, какая длительная и кропотливая работа большой команды исследователей стоит за результатами, находящимися на переднем крае медицины, рассказал заведующий отделением челюстно-лицевой и реконструктивно-пластической хирургии Научно-клинического центра №2 Российского научного центра хирургии (РНЦХ) им. академика Б.В.Петровского Илья БОЗО (на снимке). В прошлом году он был награжден премией правительства Москвы молодым ученым, ранее получал премию «Технопрорыв», стипендию Президента РФ, грант Президентской программы Российского научного фонда.
В свои 35 лет Илья Ядигерович — признанный авторитет в медицинских кругах. Он успешно занимается фундаментальными исследованиями, практической хирургией, проектно-инновационной деятельностью, руководит биотехнологической и научно-производственной компанией ООО «Гистографт», разрабатывающей и выводящей на рынок линейку медицинских изделий, которые позволяют добиться эффективных результатов костной пластики в разных ситуациях.
В чем же суть метода, который стал итогом десятилетнего сотрудничества нескольких научных коллективов и бизнес-структур? Ученые создали ген-активированный материал, состоящий из двух компонентов.
Первый — матрикс — выполняет функцию биосовместимого носителя, механически заполняющего дефект тканей. На его поверхности или внутри его структуры размещают молекулы, представляющие собой копию какого-либо гена. В данном случае речь идет о гене, который отвечает за формирование сосудов, необходимых для регенерации тканей.
Первый, уже работающий продукт данной линейки — «Гистографт» — представляет собой рассасывающиеся биорезорбируемые (замещаемые тканью организма) гранулы на основе октакальциевого фосфата с нанесенными на них конструкциями гена сосудистого эндотелиального фактора роста человека. Они поступают в клетки в зоне регенерации, которые в ответ продуцируют нужное количество терапевтического белка, дающего организму своего рода «запрос» на ускоренный рост сосудов. За счет этого ткань регенерируется качественнее, эффективнее, быстрее.
— Главной задачей было добиться, чтобы препарат высвобождался с нужной кинетикой и поступал в клетки в необходимой дозе. Нам удалось отрегулировать этот процесс. В 2019 году мы зарегистрировали продукт, а с 2020-го начали его внедрение в клиническую практику, — пояснил Илья Бозо.
Он сообщил, что матрикс для «Гистографа» разработал Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН, а точнее, научная группа под руководством профессора Владимира Комлева, который сегодня возглавляет этот НИИ.
Разработка уже более четырех лет активно применяется в челюстно-лицевой хирургии, травматологии и ортопедии. Наиболее частое использование связано с восстановлением атрофированной костной ткани челюстей.
Этот дефект возникает после удаления зубов и вследствие воспалительных процессов. Для установки зубных имплантатов в таких случаях приходится наращивать костную ткань. Примерно четверти операций по дентальной имплантации предшествует этап костной пластики.
— Используемые сегодня стандартные материалы не стимулируют регенерацию собственных тканей пациента, они лишь пассивно заполняют костный дефект. Что вырастет по этому каркасу, то и вырастет. Наш же материал подстегивает формирование, благодаря ему процесс продолжается, пока кость полностью не восстановится. Это не всегда происходит быстрее, но однозначно гарантирует качество, — комментирует ученый.
С 2021 года выполнено более 3,5 тысячи операций с использованием «Гистографа». Врачи отмечают простоту использования медицинского изделия, прогнозируемость результата, отсутствие побочных эффектов.
Применение гранулированного соединения, содержащего ДНК факторов роста, не ограничивается стоматологией. На базе Российского научного центра хирургии им. академика Б.В.Петровского сегодня проходят постмаркетинговые клинические исследования (получение дополнительной информации о безопасности, эффективности и оптимальном применении препарата) для лечения пациентов с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями позвоночника, в частности, межпозвонковых грыж.
Исследователи продолжают искать новые способы применения изделия. В дополнение к гранулам на разных стадиях разработки — от доклинической до клиники — находятся еще несколько продуктов.
Так, инъекционный материал на гелевой основе можно будет использовать для малоинвазивной пластики, вводя в нужную точку кости — без травмирующих открытых операций. Гель предполагается применять, например, для лечения переломов шейки бедра при остеопорозе у пожилых людей.
Разрабатываются изделия на основе мембран, с помощью которых должна решиться проблема фиксации гранулированного материала в зоне введения, когда у дефектов отсутствуют стенки. Специальными рассасывающимися мембранами врачи, как тентами, будут прочно фиксировать материал, прижимая его к поверхности в месте, где нужно нарастить новую кость.
Еще один продукт — персонализированные блоки, создаваемые с использованием технологии трехмерной печати. По такому принципу будут изготавливаться индивидуальные имплантаты для конкретных пациентов, которым необходимо заместить протяженные костные дефекты.
— В организме много костей, в травматологии, соответственно, огромное число направлений, и наши изделия подходят под большинство показаний, — с юмором прокомментировал Илья Бозо.
Разумеется, над проектом работает большая команда из представителей научных институтов и производственных структур, обладающих специализированными компетенциями.
При внедрении инновации в клиническую практику требуется одновременно решать массу разноплановых задач. В процесс вовлечены научные сотрудники, медики, оперирующие животных лаборанты, специалисты, занимающиеся регистрационными процедурами и прототипированием — апробированием и оценкой основных этапов и технических характеристик проекта перед воплощением его в жизнь.
Ключевым бизнес-партнером ученых стал Институт стволовых клеток человека (с прошлого года — «Артген биотех»), разработавший фармацевтическую молекулу, которая используется для создания ген-активированного материала. Эта компания выступила инвестором проекта, когда увидела перспективы технологии и возможности расширения сферы применения препарата.
В течение ближайших двух-трех лет исследователи рассчитывают ввести всю линейку ген-активированных материалов, которые смогут использовать врачи разных специальностей.