Wetenschappers van UNIGE hebben ontdekt hoe ze de levensduur kunnen verlengen van stamcellen die in kraakbeen worden geïnjecteerd om de regeneratie van door artrose beschadigd weefsel te vergemakkelijken.
Artrose, een degeneratieve ziekte van het kraakbeen die de meerderheid van de oudere bevolking treft, brengt de levenskwaliteit van patiënten ernstig in gevaar. Onderzoekers van de Universiteit van Genève (UNIGE) hebben de mogelijkheid onderzocht van nieuwe behandelingen voor deze tot nu toe weinig bestudeerde pathologie door het injecteren van stamcellen, die tot nu toe weinig succes hebben gehad vanwege hun vroegtijdige dood. De wetenschappers ontdekten dat door de injectie van stamcellen te combineren met een geleidelijke afgifte van glucose, hun overleving werd verlengd, waardoor het mogelijk werd de kraakbeen regeneratie te stimuleren. Deze voorlopige maar nu al veelbelovende resultaten worden gepubliceerd in het International Journal of Pharmaceutics en openen nieuwe perspectieven voor regeneratieve therapieën.
Artrose, die al op de leeftijd van 40 jaar kan optreden, wordt met de leeftijd wijd verbreider en treft 65% van de bevolking ouder dan 65 jaar en 80% van de bevolking ouder dan 80 jaar. Deze degeneratieve kraakbeen ziekte leidt tot wrijving die ontstekingen, pijn, zwelling en stijfheid veroorzaakt, wat vaak tot echte handicaps leidt. Het treft vooral de gewrichten van de knieën, heupen, wervelkolom en handen. Ondanks de omvang van de getroffen bevolking is er relatief weinig onderzoek gedaan naar deze ziekte.
Tot nu toe krijgen de getroffenen ontstekingsremmende behandelingen aangeboden om de pijn te verminderen, of smeermiddelen zoals hyaluronzuur – dat van nature in het lichaam aanwezig is maar waarvan de productie afneemt met de leeftijd – om wrijving te beperken. In de meest problematische gevallen kan het nodig zijn prothesen te plaatsen.
Behandelen in plaats van verlichten.
De groepen onder leiding van Eric Allémann, hoogleraar farmaceutische technologie aan de UNIGE Faculteit Wetenschappen, en Olivier Jordan, hoofddocent, werken al meer dan vijftien jaar aan de ontwikkeling van nieuwe behandelingsmodaliteiten. Ze werken samen aan verschillende onderzoekslijnen, waaronder de injectie van stamcellen in gewrichten die op natuurlijke wijze biomoleculen vrijgeven, zoals groeifactoren, die in staat zijn te interageren met kraakbeencellen om ontstekingen te verminderen en de groei van nieuwe cellen te stimuleren.
“Het probleem is dat deze stamcellen, die afkomstig zijn uit een ander deel van het lichaam van de patiënt (meestal het vetweefsel of de wervelkolom), zich niet in een optimale omgeving bevinden voor hun groei en zeer snel afsterven, zonder tijd te hebben gehad om voldoende moleculen vrij te geven”, zegt Paula Gonzalez-Fernandez, promovendus in het laboratorium van Eric Allémann en hoofdauteur van het onderzoek.
“Dit geldt vooral voor injecties van stamcellen in gewrichten, omdat deze weefsels niet doorbloed zijn en dus niet worden voorzien van voedingsstoffen en zuurstof”, vervolgt de onderzoeker.
Stamcellen voeden om hun overleving te garanderen.
Om dit probleem te overwinnen, probeerden de wetenschappers deze stamcellen van een energiebron te voorzien om hun levensduur te verlengen. “Glucose was een goede kandidaat, maar wordt te snel door de lichaamsvloeistoffen geëlimineerd. De truc van ons werk was om de glucosemoleculen aan hyaluronzuur te hechten, zodat de glucose niet onmiddellijk wordt geëlimineerd, maar in kleine, regelmatige doses vrijkomt. “, zegt Olivier Jordan.
De auteurs testten daarom de levensduur van stamcellen met of zonder gemodificeerde glucose, onder laboratorium omstandigheden. Ze ontdekten dat stamcellen die in celculturen van kraakbeenweefsel werden geïnjecteerd, meer dan drie dagen overleefden in de aanwezigheid van glucose geassocieerd met hyaluronzuur (vergeleken met minder dan 24 uur in de afwezigheid van deze glucose). Deze drie dagen zijn voldoende om de groeifactoren en activerende moleculen vrij te maken die verantwoordelijk zijn voor de regeneratie van kraakbeen.
“Deze resultaten zijn bemoedigend en veelbelovend, maar bevinden zich nog maar in het stadium van celstudies in het laboratorium. Onze volgende stap is om deze resultaten in een diermodel te bevestigen”, zegt Eric Allémann. Deze aanpak, waarbij een voedingsstof (in dit geval glucose) aan hyaluronzuur wordt toegevoegd, opent nieuwe perspectieven voor stamceltherapieën in slecht gevasculariseerde en voedingsarme omgevingen, zoals artrose gewrichten, maar ook voor andere regeneratieve therapieën.
Vertaling : Andre Teirlinck
Bron: Universiteit van Genève