Остеопороз — это заболевание, при котором кость рассасывается быстрее, чем формируется, постепенно ослабляя свою структуру с течением времени и приводя к переломам. Хотя это состояние хорошо известно, Доминик Пиолетти, руководитель Лаборатории биомеханической ортопедии в Инженерной школе EPFL, подчеркивает, что экономические и социальные последствия переломов, вызванных остеопорозом, часто недооцениваются.

«При отсутствии эффективных профилактических мер около 40% женщин в возрасте 50 лет перенесут по крайней мере один крупный остеопоротический перелом; у мужчин этот процент составляет около 20%», — говорит он.

«Более того, люди часто не осознают серьезности состояния. У пожилых людей переломы шейки бедренной кости, около бедра, имеют 20%-ный уровень смертности в течение года после перелома, и более половины пострадавших никогда не могут вернуться к деятельности, которая была до перелома».

Диагностика остеопороза обычно сопровождается лечением системными препаратами, которые либо снижают скорость резорбции старой кости (антикатаболизм), либо стимулируют производство новой кости (анаболизм). Но оба типа лечения могут занять до года, прежде чем они дадут эффект, оставляя пациентов уязвимыми к переломам в это время.

Пиолетти и коллеги из стартапа EPFL flowbone разработали инъекционный гидрогель , нацеленный на быстрое локализованное увеличение плотности костей. Команда в сотрудничестве с Винсентом Штадельманном из клиники Schulthess в Цюрихе недавно сообщила о новой терапии, которая сочетает эти инъекции гидрогеля с традиционными системными препаратами.

Результаты, опубликованные в журнале Bone , демонстрируют четырех-пятикратное увеличение плотности костной ткани в ногах крыс с потерей костной массы.

«В этой работе мы впервые демонстрируем, что комбинированная терапия системно доставляемым препаратом и локальными инъекциями нашего гидрогеля обеспечивает быстрое увеличение плотности костной ткани и, следовательно, может произвести революцию в профилактике переломов, вызванных остеопорозом», — говорит Пиолетти.

Сравнение костной ткани (окрашенной в розовый цвет) крыс, получавших только системное анаболическое лечение (слева), и крыс, получавших системное анаболическое лечение плюс гидрогель flowbone (справа). Кредит: flowbone/EPFL LBO

Ускорение наращивания и блокирование распада
Большинство современных методов лечения остеопороза являются системными, а немногие доступные местные методы лечения имеют форму паст, которые затвердевают в своего рода цемент. С другой стороны, легко инъецируемый гидрогель, разработанный в EPFL и flowbone, состоит из гиалуроновой кислоты и наночастиц гидроксиапатита и предназначен для имитации природных минералов в костях.

Результаты исследования показали, что отдельные инъекции гидрогеля значительно уплотнили локальную кость в два-три раза, независимо от системной терапии. Но наиболее сильный эффект наблюдался у крыс, получавших системное анаболическое лечение ( паратиреоидный гормон ), а также гидрогель, смешанный с антикатаболическим препаратом золедронат: в месте инъекции плотность их костей увеличилась в 4,8 раза всего за две-четыре недели.

«Наши результаты показывают, что инъекционные гидрогели с локальной доставкой антикатаболических препаратов могут дополнять системную антикатаболическую терапию или системную анаболическую терапию, способствующую укреплению костей, за счет быстрого увеличения локальной плотности костной ткани », — резюмирует Пиолетти.

Он добавляет, что команда Flowbone теперь ожидает одобрения регулирующих органов, чтобы приступить к клиническому исследованию на людях.

«Мы надеемся, что такое исследование позволит нам продемонстрировать преимущества нашего гидрогеля в случаях, когда пациентам требуется быстрое уплотнение костей, например, для поддержки имплантата в случае слабой кости. Затем мы хотим развить эти доказательства, чтобы в конечном итоге разработать методы лечения для предотвращения переломов, вызванных остеопорозом».