UPORABA SVILNEGA FIBROINA ZA ENKAPSULACIJO IN DIFERENCIACIJO MATIČNIH CELIC KOT IZHODIŠČE ZA RAZVOJ NOVIH NAPREDNIH ZDRAVLJENJ HRUSTANCA

V okviru področij regenerativne medicine in tkivnega inženirstva je predmet intenzivnega proučevanja regeneracija hrustanca, ki se ob poškodbah ni sposobno obnavljati. Eno izmed najpomembnejših bolezni hrustanca je osteoartritis, ki po vsem svetu prizadeva ljudi in živali ter predstavlja pomembno družbeno breme iz osebnega, socialnega in ekonomskega vidika. Pri psih je eno najpogostejših bolezenskih stanj. Običajna terapija z nesteroidnimi protivnetnimi zdravili je pogosto nezadovoljiva in ima številne nezaželene stranske učinke. Razvoj zdravljenja hrustanca se usmerja v uporabo mezenhimskih matičnih celic/medicinskih signalizirajočih celic (MSC) za izboljševanje že obstoječih ali razvoj novih celičnih zdravljenj. Pomembna področja raziskav v povezavi z regeneracijo hrustanca se nanašajo na iskanje možnosti za izkoriščanje diferenciacijskega potenciala MSC za uporabo pri kirurških pristopih zdravljenja hrustanca, indiciranih v primerih hujših poškodb hrustanca ali ko protibolečinska in protivnetna terapija nista zadostni. Nadalje se iščejo možnosti za razvoj sistemov, ki bi omogočali imobilizacijo celic na tarčnem mestu brez kirurškega posega, z uporabo minimalno invazivne metode injiciranja. Aplikacija celic z injiciranjem in hkratna imobilizacija celic na tarčnem mestu z uporabo celičnega nosilca bi omogočili izogib kirurško povzročeni travmi tkiva, zmanjšanje poškodb sosednjih tkiv, skrajšanje časa posega in pospešitev okrevanja pacienta. Poleg tega pa nove terapevtske možnosti stremijo tudi k razvoju vnaprej pripravljenih, hitro dostopnih (»off-the-shelf«) celičnih pripravkov za zdravljenje, saj je terapevtska uporaba MSC povezana s časovno potratnim postopkom priprave celic in kratko življenjsko dobo. Hitro dostopni, vnaprej pripravljeni produkti bi bistveno olajšali odločanje za zdravljenje s strani izvajalca zdravljenja (clinical point-of-care) ter s tem omogočili večjo dostopnost in uporabo MSC za zdravljenje. Predlog projekta naslavlja vsa tri omenjena področja raziskav za regeneracijo hrustanca. Projekt zajema uporabo biomateriala iz svilnega fibroina kot celičnega nosilca v obliki injektabilnega hidrogela za namen enkapsulacije in hrustančne diferenciacije MSC iz maščobnega tkiva psov. Iz svilnega fibroina bomo izdelali hidrogel po inovativnem postopku, za katerega predvidevamo, da bo prispeval k hondrogeni diferenciaciji MSC. Opravili bomo tudi optimizacijo zamrzovanja in odmrzovanja konstrukta celic in hidrogela, ki še ni bila opisana in bo pomembno prispevala k pripravi vnaprej pripravljenega, hitro dostopnega, »off-the-shelf« produkta za potencialno terapevtsko rabo. Predlagana raziskava predstavlja nadaljevanje raziskav, ki smo jih izvedli v preteklosti. Rezultati raziskave bi lahko pomembno pripomogli k poglobitvi znanja, potrebnega za boljše razumevanje mehanizmov diferenciacije MSC in tako omogočili napredek na poti k premostitvi ovir pri izkoriščanju diferenciacijskega potenciala MSC v kliniki. Skupaj z razvijajočim se področjem uporabe donorskih MSC bi se lahko z rezultati projekta približali realizaciji rutinske uporabe MSC za zdravljenje v veterinarski medicini. Razvoj hidrogela z možnostjo enkapsulacije drugih celic ali terapevtskih substanc, kot so rastni dejavniki ali zunajcelični vezikli, pa bi omogočal uporabo tudi za potencialno zdravljenje številnih drugih bolezni. Hkrati bo imel projekt pomen tudi za humano medicino, saj je pri številnih boleznih potek in mehanizem razvoja bolezni podoben, raziskave novih metod zdravljenja v veterinarski medicini pa predstavljajo pomembno podlago za translacijske študije v humani medicini, ker z njimi pridobivamo pomembne podatke o učinkovitosti in varnosti uporabe celičnih proizvodov.