Roślinne biomateriały w walce z martwicą kości szczęki

Uniwersytet w Liverpoolu stanął na czele międzynarodowego projektu badawczego GreenNanoBone, finansowanego przez Unię Europejską kwotą 8,6 mln euro. Celem czteroletniego przedsięwzięcia jest opracowanie nowoczesnych, zrównoważonych technologii leczenia i regeneracji kości szczęki u pacjentów onkologicznych dotkniętych martwicą kości szczęk zależną od leków (MRONJ).

Martwica kości szczęk zależna od leków (medication-related osteonecrosis of the jaw – MRONJ) to choroba charakteryzująca się martwicą kości w jamie ustnej, powstająca w wyniku działania niepożądanego niektórych leków, np. bisfosfonianów, inhibitorów angiogenezy i ligandu RANK, kortykosteroidów oraz inhibitorów kinazy tyrozynowej. Wyższe ryzyko rozwoju tego powikłania występuje m.in. u pacjentów w trakcie leczenia przerzutów nowotworowych do kości. Znacznie częściej występuje ono u kobiet oraz osób po 65. roku życia.

Martwica kości szczęk zależna od leków przez długi czas może rozwijać się bezobjawowo. W zaawansowanych stadiach u części chorych pojawia się jednak zwiększona ruchomość zębów, uczucie ciężkości tkanek, zmiany w odczuwaniu dotyku, a także ból, nawracające infekcje, kłopoty z mówieniem i jedzeniem. Szacuje się, że w Europie choroba dotyczy około 6 tys. pacjentów, a wraz z rosnącym odsetkiem przeżyć onkologicznych liczba ta systematycznie wzrasta.

Sztuczna inteligencja i… odpady spożywcze w służbie medycyny

Dotychczasowe metody leczenia MRONJ były ograniczone – w początkowych stadiach mają zazwyczaj charakter zachowawczy (odpowiednia higiena jamy ustnej, antybiotykoterapia skojarzona z chemioterapeutykiem oraz leczenie przeciwzapalne), w zaawansowanych – chirurgiczny. Terapia w wielu przypadkach wymaga długotrwałego stosowania antybiotyków, co z kolei zwiększa ryzyko antybiotykooporności.

Odpowiedzią na wyzwania związane z leczeniem MRONJ jest projekt GreenNanoBone, przy którym pracują interdyscyplinarne zespoły naukowców z 18 ośrodków w całej Europie, reprezentujące dziedziny od biologii i chemii, przez nauki społeczne, aż po ekonomię. Jego głównym celem jest opracowanie precyzyjnych, minimalnie inwazyjnych terapii wspierających regenerację kości i tkanek miękkich z wykorzystaniem innowacyjnych biomateriałów pochodzenia roślinnego.

Projekt otrzymał finansowanie z Unii Europejskiej w wysokości 8,6 mln euro i potrwa cztery lata. Jego główną koordynatorką jest dr Katarzyna Gurzawska-Comis – Polka, specjalistka chirurgii stomatologicznej, wykładowczyni m.in. w School of Dentistry Uniwersytetu w Liverpoolu.

Sercem projektu są tzw. hydrożele 4D – biokompatybilne, bioaktywne i przeciwbakteryjne materiały, które mogą być wstrzykiwane lub drukowane w technologii 3D bezpośrednio w miejsca uszkodzeń kości. Co wyjątkowe, surowcem do ich produkcji są odpady przemysłu spożywczego, m.in. resztki pulpy ziemniaczanej. Dzięki zastosowaniu sztucznej inteligencji (AI), materiały te będą optymalizowane pod kątem bezpieczeństwa, skuteczności oraz standardów produkcji medycznej.

– Projekt GreenNanoBone to nie tylko odpowiedź na pilne potrzeby kliniczne — to także nowy sposób myślenia o tworzeniu innowacji medycznych. Łączymy medycynę regeneracyjną z AI, a jednocześnie uwzględniamy nauki społeczne i ekonomię zdrowia, by nasze rozwiązania miały realny, trwały wpływ na życie pacjentów i środowisko – powiedziała dr Gurzawska-Comis.

Polski akcent w badaniach

Członkiem międzynarodowego konsorcjum pracującego nad projektem GreenNanoBone jest Gdański Uniwersytet Medyczny. W GUMed badania będą prowadzone w Zakładzie Embriologii pod kierunkiem prof. Michała Pikuły. Zespół skupi się m.in. na analizie bezpieczeństwa oraz skuteczności nowych biomateriałów w badaniach in vitro.

GreenNanoBone wpisuje się w cele programu Horizon Europe, realizując założenia trzech kluczowych klastrów badawczych:

• odpowiadanie na niezaspokojone potrzeby medyczne w onkologii,
• rozwój niskoemisyjnych, biotechnologicznych metod wytwarzania,
• przekształcanie odpadów rolnych w wysoko wartościowe rozwiązania medyczne.

– Przekształcając odpady roślinne w zaawansowane biomateriały, projekt wspiera europejską transformację ekologiczną i koncepcję gospodarki obiegu zamkniętego w medycynie. Dzięki temu innowacje medyczne mogą być nie tylko skuteczne, ale również przyjazne środowisku – podsumowano.

Jednym z najczęściej przeprowadzanych zabiegów przygotowawczych przed leczeniem implantoprotetycznym są przeszczepy kości. Skuteczność tego typu zabiegów zależy m.in. od zastosowanego materiału. – Różnica między materiałem autogennym pochodzącym od pacjenta, materiałami allogennymi z banków tkanek oraz materiałami alloplastycznymi to przede wszystkim obecność tzw. białka morfogenetycznego kości, którego nie zawierają materiały alloplastyczne. Oczywiście jeśli podczas zabiegu dołożymy do nich materiał zawierający czynniki wzrostowe, to proces i tak może okazać się bardzo efektywny – mówi prof. dr hab. n. med. Andrzej Wojtowicz, kierownik Zakładu Chirurgii Stomatologicznej WUM, jeden z prekursorów implantologii w naszym kraju.

Źródła: https://news.liverpool.ac.uk/

https://gumed.edu.pl/pl