Medycyna regeneracyjna jest interdyscyplinarną dziedziną łączącą wiedzę m.in. z inżynierii tkankowej i biologii molekularnej, mająca na celu wspomaganie procesu gojenia, regeneracji i naprawy uszkodzonych komórek i narządów. Niestety pomimo jej intensywnego rozwoju w ostatnich latach wciąż nie opracowano skutecznej metody leczenia i substytucji uszkodzonej tkanki serca, powstałej w następstwie przebytego zawału. Projekt wykorzystujący biomedyczne zastosowanie grafenu może okazać się przełomem.
Schorzenia układu krążenia, nalężące do chorób cywilizacyjnych XXI wieku są z jedną z głównych przyczyn śmiertelności w krajach wysokorozwiniętych. W Polsce są odpowiedzialne za około połowę zgonów, przy czym najwyższy odsetek stanowią zawały mięśnia sercowego.
Obecnie wiele nadziei w terapiach chorób układu sercowo – naczyniowego budzą badania związane z wykorzystaniem komórek macierzystych oraz ich pochodnych, które mogą okazać się alternatywną terapią regeneracji serca.
Prof. Ewa Zuba – Surma z Zakładu Biologii Komórki Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytet Jagiellońskiego jest pomysłodawcą i kierownikiem innowacyjnego projektu dotyczącego zastosowania grafenu jako podłoża do hodowli komórek macierzystych dla celów regeneracji tkanek mięśnia sercowego.
Uczona swoją przygodę z medycyną regeneracyjną rozpoczęła w Zakładzie Transplantologii Collegium Medicum UJ, zaś doświadczenie w zakresie biologii komórek macierzystych oraz ich zastawaniu w regeneracji tkanek zdobywała na stażu podoktorskim na Uniwersytecie w Louisville w USA. Po powrocie do kraju utworzyła zespół badawczy realizujący projekty naukowe. Aktualnie kieruje projektem pn.:„Optymalizacja złożonych biokompatybilnych rusztowań opartych o grafen oraz zdefiniowane populacje komórek macierzystych dla celów regeneracji tkanek” finansowany ze środków NCN. Badania mają na celu opracowanie optymalnej metody otrzymywania pochodnych grafenu dla regeneracji tkanek miokardium.
Grafen jest naszą polską technologią i powinniśmy poszukiwać jak najlepszego zastosowania tego materiału. Nasz projekt jest jednym z pierwszych poświęconych poszukiwaniom biomedycznych zastosowań grafenu w medycynie regeneracyjnej. Dotychczas udało nam się uzyskać wiele ciekawych wyników w warunkach in vitro. Zaobserwowaliśmy, że hodowla na podłożu grafenowym wpływa na zwiększenie pewnych funkcji komórek macierzystych. To niezwykle istotne, ponieważ komórki macierzyste wykorzystujemy głównie po to, aby zastąpić inne komórki w uszkodzeniu oraz stymulować endogenne mechanizmy naprawcze – mówi prof. Zuba – Surma.
Nowatorski aspekt projektu zakłada także modyfikację podłoży grafenowych w kierunku ich biofnkcjonalizacji. Modyfikacja pod względem funkcjonalnym sprawia, że efektywniej wspomagają komórki w regeneracji.
Aktualnie naukowcy przygotowują się do testów w modelach przedklinicznych, jest to bezpośredni krok w kierunku późniejszej potencjalnych aplikacji u pacjentów.
Prace realizowane są we współpracy z Instytutem Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie. To pierwszy wspólny projekt biotechnologów z grupą inżynierów biomateriałów w obszarze wykorzystania grafenu w naprawie tkanek, który jednocześnie stał się podwaliną do pracy przy kolejnych projektach.
Jadwiga Pasiut
