Pomoc s nehojacimi sa kosťami PZ - Pharmazeutische Zeitung

Pomoc s nehojacimi sa kosťami

nehojacimi

Gudrun Heyn, Berlín

Zlomené kosti sa dnes nedajú len tak do sadry. Lekári sa snažia urýchliť zložitý proces hojenia pomocou rastových faktorov alebo kmeňových buniek. Tieto nové metódy sú obzvlášť užitočné pri liečbe porúch.

Len pred niekoľkými desaťročiami boli infekcie jednou z najväčších výziev, ktorým čelia ortopédi a úrazoví chirurgovia. Vo vojne v rokoch 1870/71 zomrelo na nekontrolovateľnú bakteriálnu infekciu asi 70 percent vojakov s otvorenou zlomeninou stehna. Aj keď sa implantáty ako intramedulárne nechty, platničky a skrutky, sádra z Paríža a strečové obväzy v 50. rokoch 20. storočia vo veľkej miere nahradili, stále došlo k závažným infekciám až u 30 percent pacientov s otvorenými zlomeninami dolných končatín. Odvtedy sa implantáty, ako aj chirurgické a liečebné metódy neustále zdokonaľovali. Infekcie sa vyskytujú aj dnes, ale ich počet sa výrazne znížil.

V minulom storočí došlo k veľkému pokroku v liečbe zlomenín. Až 10 percent pacientov však nehojí zlomeninu kosti podľa želania. „Ak sa však zlepšia biomechanické a biologické rámcové podmienky v oblasti zlomeniny, má to pozitívny vplyv na hojenie rán,“ uviedol prezident Nemeckej spoločnosti pre úrazovú chirurgiu profesor Dr. Klaus Stürmer, na nemeckom kongrese pre ortopédiu a úrazovú chirurgiu v Berlíne.

Porucha hojenia sa netýka iba ľudí s osteoporózou. Títo pacienti sú predovšetkým výzvou pre ošetrujúcich lekárov, ktorí musia zakotviť oceľové alebo titánové implantáty do pórovitej kosti. Dnes je známe, že na stimuláciu tvorby nových kostí sú potrebné určité mechanické stimuly a biologické signály spôsobené pohybom. Najmä imobilní ľudia preto vždy patria medzi tých pacientov, ktorých kosti sa nechcú hojiť.

Aktivujte kostné bunky

Hojenie prestávky začína hneď po prestávke. Krv vyteká z poranených krvných ciev a zhromažďuje sa okolo zlomu, kde zráža. Tým sa vytvorí spojenie medzi dvoma koncami kosti podobné spojivovému tkanivu, do ktorého migrujú kostné bunky, takzvané osteoblasty. Tieto špecializované bunky produkujú kostnú látku. Takto sa postupne vytvára pevná matrica spojivového tkaniva a kostného materiálu, takzvaný kalus.

Spravidla však nie sú osteoblasty vždy k dispozícii v dostatočnom množstve, ale musia sa najskôr vytvoriť z mezenchymálnych kmeňových buniek. Nachádzajú sa v spojivovom tkanive kostí, v periostu, v kostnej dreni alebo v iných orgánoch. Iba lokálne stimuly, ako napríklad expanzia tkaniva a zmenené tlakové podmienky, stimulujú mezenchymálne kmeňové bunky k deleniu a diferenciácii. Podľa miestnej situácie v oblasti zlomeniny sa z nich vyvinú kostné bunky, bunky spojivového tkaniva alebo bunky chrupavky.

Tuhé aj nestabilné podmienky narušujú proces hojenia. Ak ošetrujúci úrazový chirurg príliš stabilizuje oblasť zlomeniny, nie je stimul na vytvorenie novej kosti. To je tiež jeden z dôvodov, prečo sa teraz pacientom odporúča vstávať prvý deň po operácii. Ak lekár naopak dostatočne nestabilizuje kosť, dôjde k oneskoreniu hojenia.

Je obzvlášť prospešné, keď je v oblasti hojenia relatívne pokojný. Potom sa kmeňové bunky diferencujú na osteoblasty, ktoré tvoria kostnú látku. Ak je to naopak príliš nepokojné, príroda ide okľukou. Potom sa vyvinú bunky chrupavky, ktoré tvoria náhradné tkanivo, ktoré funguje ako stuhnutá kostra. Až po vytvorení správnych podmienok prostredia do nich dorastú osteoblasty, ktoré postupne nahradzujú tkanivo chrupavky kostnou látkou.

Dôležitú úlohu v tomto procese zohrávajú aj biologické signály. Zachytávajú sa pomocou receptorov na bunkových povrchoch a prenášajú sa do bunkových jadier. Tam riadia syntéznu kapacitu buniek. Nie sú známe všetky molekulárne biologické vzťahy, ktoré regulujú diferenciáciu kmeňových buniek a stimuláciu špecializovaných buniek na tvorbu kostí. Odborníci však dúfajú, že v budúcnosti nájdu útočné body pre farmakoterapiu. Ak je možné zvýšiť reguláciu citlivosti buniek na mechanické podnety, mohlo by sa pomôcť mnohým starším alebo nepohyblivým pacientom ležiacim na lôžku.

V jednotlivých fázach hojenia zlomenín hrajú dôležitú úlohu rastové faktory. Teraz je známych viac ako 100 proteínov, ktoré môžu stimulovať a regulovať rast buniek. Niektoré z nich sa už dajú vyrobiť synteticky. Pre klinické použitie boli v posledných rokoch schválené kostné morfogenetické proteíny 2 (BMP-2) a 3 (BMP-3). Hojenie zlomenín môžete urýchliť štvornásobne. Ak sa však vstreknú účinné látky, stane sa to veľmi nekontrolovaným spôsobom, takže začne rásť aj nezúčastnené tkanivo.

Jedným z možných riešení tohto problému je aplikácia proteínov na kovové implantáty. Potiahnuté nechty, skrutky a platničky nielen stabilizujú zlomenú kosť, ale pôsobia aj ako nosiče liekov. Prvé predklinické aplikácie sú už k dispozícii na Charité v Berlíne. Implantáty sú dnes vybavené aj inými látkami, napríklad antibiotikami. Najmä pacienti s otvorenou zlomeninou kostí môžu v budúcnosti využívať túto novú technológiu, pretože výrazne znižuje riziko zápalu kostí.

Výsledkom sú nesprávne kĺby

Ľudia majú osobitný problém, pri ktorom medzi zlomenými koncami kostí a pohyblivou oblasťou kostí, ktorá je podobná kĺbu, nedochádza k premosťovaniu kostí, ale na „nesprávnom“ mieste. Takzvané pseudartrózy sa vyskytujú hlavne u starších ľudí a ťažko chorých pacientov, ktorých tkanivo už nie je schopné regenerácie. „Najmä kmeňové bunky majú veľký terapeutický potenciál pomáhať postihnutým kostiam, ktoré sa ťažko liečia,“ uviedol Dr. Ulrich Nöth, vedúci sekcie tkanivového inžinierstva na univerzite vo Würzburgu. Túto možnosť liečby využívajú aj pacienti, ktorým po operácii tumoru chýba kúsok kosti (segmentálny defekt kosti), a pacienti, ktorých kosti sú nekrotické z dôvodu nedostatku prívodu krvi, napríklad pri nekróze hlavy femuru.

Dospelé kmeňové bunky, ako sú mezenchymálne kmeňové bunky, je možné získať pomerne ľahko z kostnej drene, napríklad z panvy človeka. Darcami sú často samotní pacienti. Pretože touto metódou nie je potrebné zabíjať embryá, zabráni sa mnohým etickým problémom. Na rozdiel od embryonálnych kmeňových buniek je riziko nekontrolovanej reprodukcie, a tým aj degenerácie, veľmi nízke.

Prví pacienti so segmentovými defektmi dlhých kostí boli úspešne liečení mezenchymálnymi kmeňovými bunkami v roku 2001 v USA. Pri tomto postupe sa kmeňové bunky aplikujú na nosiče hydroxyapatitu a potom sa vložia do pacienta. V tele je vodiaca koľajnica časom absorbovaná a postupne nahradená pevnou kosťou. Väčšie chyby päť centimetrov a viac sa týmto spôsobom prekonávajú len veľmi ťažko, pretože chovné kosti nemajú dostatok krvi. Pretože však vaskularizácia kostného tkaniva je pre proces hojenia rozhodujúca, súčasné stratégie sa zameriavajú na súčasné použitie rastových faktorov, kmeňových buniek a krvných progenitorových buniek.

Viac ako 200 pacientov s pseudartrózou bolo v súčasnosti liečených mezenchymálnymi kmeňovými bunkami v Amerike. Zatiaľ bol jeden pacient operovaný vo Würzburgu a na čakacej listine je niekoľko pacientov s rôznymi indikáciami. Univerzitná klinika vo Würzburgu je navyše prvou v Európe, ktorá sa zúčastnila rozsiahlej multicentrickej štúdie o nekróze hlavice femuru.