Nieuwe DNA-methode kan botgroei bevorderen

Een nieuwe “Packaged-DNA”-methode kan helpen de botgenezing op een lokale en gerichte manier te stimuleren, zo ontdekten onderzoekers. Deze baanbrekende medische innovatie zou van pas kunnen komen na een gecompliceerde breuk of na ernstig weefselverlies na een operatie, aldus de Martin Luther Universiteit Halle-Wittenberg (MLU) in een persbericht.

Dit is aangetoond door onderzoekers van het Duitse atheneum, in een gezamenlijke inspanning met de Universiteit van Leipzig, de Universiteit van Aveiro (Portugal) en het Fraunhofer Instituut voor Microstructuur van Materialen en Systemen IMWS in Halle. Zij hebben een nieuw procédé ontwikkeld waarbij zij implantaatmaterialen coaten met een door genen geactiveerd biomateriaal dat stamcellen aanzet tot de aanmaak van botweefsel.

Optimaliseren van het botherstellend vermogen

Botten zijn een fascinerend voorbeeld van het regeneratievermogen van het lichaam. Ze kunnen weer volledig functioneren – zelfs na een breuk – dankzij hun vermogen om nieuw, veerkrachtig weefsel te vormen op de plaats van de breuk. “Wanneer het echter gaat om gecompliceerde breuken of groot weefselverlies, is zelfs het zelfherstellend vermogen van een bot onvoldoende”, legt professor Thomas Groth uit, hoofd van de onderzoeksgroep Biomedische Materialen aan het Instituut voor Farmacie van de MLU. Dan moeten implantaten uitkomst bieden. Dat gaat echter niet altijd goed.

Behandeling van botkanker met menselijke minibotten

Onderzoekers van de universiteit van Lund hebben in het laboratorium menselijke minibotten gemaakt die de samenstelling en functie van menselijk bot weerspiegelen, zegt de universiteit … Continued

Andere aanpak

De onderzoekers uit Halle, Leipzig en Aveiro stellen daarom een procedure voor die stamcellen gerichter stimuleert en aanzienlijk minder bijwerkingen veroorzaakt. Zij gebruiken een speciale laag-voor-laag technologie om het biomateriaal op het implantaat aan te brengen. Hierdoor kunnen zij de samenstelling, structuur en eigenschappen ervan op nanoniveau controleren. “Het is een geavanceerd proces dat wij aan het MLU in samenwerking met Fraunhofer IMWS hebben geperfectioneerd”, legt Thomas Groth uit.

Dit ontwerp op nanoniveau is nuttig om het biomateriaal te functionaliseren. In plaats van grote hoeveelheden BMP-2 rechtstreeks in de biofilm op te nemen en een ongecontroleerd vrijkomen te riskeren, verpakt hij DNA-fragmenten in lipide nanodeeltjes die als transportcontainers fungeren. Pas nadat het implantaat is ingebracht, migreert het DNA naar de cellen van het botweefsel en stimuleert hen om BMP-2 te produceren. Dit activeert op zijn beurt de botvormende stamcellen.

Volgens Groth is de methode ook fundamenteel geschikt voor het transport van mRNA en breidt zij dus de mogelijkheden van de regeneratieve geneeskunde uit – niet alleen op het gebied van botvorming, maar ook voor andere therapeutische toepassingen.