Опубликованы результаты клинических исследований первого в мире ген-активированного материала
10.02.2021
Проведены клинические испытания первого в мире ген-активированного материала для регенерации костной ткани перед установкой дентальных имплантатов и для лечения пациентов с повреждениями костей. Он упрощает выполнение костной пластики, позволяет минимизировать использование собственной костной ткани пациента и выводит результаты лечения на качественно новый уровень. Сейчас продукт внедряется в клиническую практику. Результаты экспериментальных и клинических исследований, поддержанных Российским научным фондом (РНФ) (гранты № 15-13-00108 и 18-75-10085), опубликованы в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. Материал разработан резидентом Сколково – компанией Гистографт, в сотрудничестве с Институтом Стволовых Клеток Человека и Институтом металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова (ИМЕТ) РАН.
Ген-активированный материал – совместимое с организмом вещество (матрикс) с конструкциями из генов тех соединений (факторов), которые приводят к росту кости. Такие конструкции могут быть внедрены в материал имплантата (генная терапия in vivo) или в мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки, которые затем внедрены на матриксах (генная терапия ex vivo). К числу ген-активированных материалов также относят и тканеинженерные продукты, содержащие клетки, куда внесли конструкции с терапевтическими генами.
Материал под одноименным названием «Гистографт» представляет собой гранулы октакальциевого фосфата. Это один из фосфатов кальция, который ранее авторы статьи выделили как возможный предшественник минеральных компонентов костей, способный облегчить специализацию молодых клеток костной ткани, и как эффективный каркас для доставки клеток. На гранулы нанесены молекулы плазмидной ДНК с геном сосудистого эндотелиального фактора роста – сигнального белка, вырабатываемого клетками для стимулирования роста кровеносных сосудов.
Гранулы служат матрицей для формирования костной ткани, а ДНК усиливает кровоснабжение и регенерацию костной ткани в зоне операции. Материал упрощает выполнение костной пластики, позволяет минимизировать использование собственной костной ткани пациента и выводит результаты лечения на качественно новый уровень. В 2019 году Росздравнадзор выдал «Гистографт» регистрационное удостоверение на данный материал. В апреле 2020 года компания начала производство и внедрение продукта в клиническую практику. Изделие предназначено для наращивания костной ткани перед установкой дентальных имплантатов и для лечения пациентов с повреждениями костей.
Вначале ученые подтвердили механизм действия созданного ими материала в лаборатории, а затем провели клиническое исследование на 20 пациентах. Оно показало безопасность и высокую эффективность материала в костной пластике челюстей. Пациентов наблюдали около года, изучая срезы кости под микроскопом, и выявили относительно быстрое формирование собственной (нативной) костной ткани.
«Публикация статьи в журнале такого уровня свидетельствует не только о соответствии проведенных исследований международным стандартам, но и значимости результатов, как для научного сообщества, так и для пациентов. Уникальное трансляционное исследование объединило 10 лет совместной работы нескольких научных коллективов. Разные этапы исследования были поддержаны грантами РНФ, Фонда содействию инновациям, инвестициями Артура Исаева и Института Стволовых Клеток Человека. Важный этап пройден, но впереди еще много работы и новых вариантов ген-активированных материалов, которые мы разрабатываем. Сегодня «Гистографт», в сотрудничестве с ИСКЧ и ИМЕТ РАН, продолжает разработку материалов, содержащих ДНК факторов роста, и планирует внедрение в клиническую практику ген-активированных изделий в виде геля, мембраны и персонализированных имплантатов, изготовленных с использованием технологий 3D-печати», – говорит директор компании «Гистографт», практикующий челюстно-лицевой хирург, руководитель проекта по гранту РНФ Илья Бозо.
Разработаны прототипы, выполнены доклинические исследования, технология трехмерной печати проходит стадию оптимизации по результатам экспериментальных исследований на крупных лабораторных животных
«Комплексная реализации данной работы – от фундаментальных исследований до создания продукта – является ярким примером эффективной координации усилий государства, бизнеса и науки по приоритетному направлению, а именно повышение качества жизни человека, и полностью соответствует задачам поставленным Президентом РФ в рамках Заседание Совета по науке и образованию и программы развития генетических технологий. Для эффективной реализации проекта был грамотно задействован соответствующий набор инструментов, созданный государством – РНФ, Фонд содействия инновациям и частные инвестиции», – прокомментировал руководитель работы Владимир Комлев, доктор технических наук, член-корреспондент РАН, директор ИМЕТ РАН.
Картинка 1. Исправление дефектов кости у кроликов. A – Видно, как изменяется костная ткань, если применять октакальциевый фосфат и октакальциевый фосфат с факторами роста. B – 1 – оставшиеся фрагменты имплантированных материалов, 2 – новообразованная костная ткань, 3 – фиброзная ткань. Источник: Ilia Y. Bozo et al. / Front. Bioeng. Biotechnol., 2021
Картинка 2. Костная пластика у пациентов с односторонней атрофией альвеолярного гребня (A) и дефектом кости, вызванным корешковой кистой (B). Слева – компьютерная томография, справа – 1 – фрагменты генно-активированного костного заменителя, 2 – новообразованная костная ткань, 3 – фиброзная ткань. Источник: Ilia Y. Bozo et al. / Front. Bioeng. Biotechnol., 2021
Картинка 3. Костная пластика у пациентов с двусторонней атрофией альвеолярного гребня. A – Пациент завершил клиническое испытание, слева – компьютерная томография, справа – срез ткани. В – Другой пациент завершил клиническое испытание, слева – компьютерная томография: верхнее изображение сделано через 6 месяцев после операции, нижние изображения – через 10 месяцев после операции и 4 месяца после установки дентального имплантата; справа – срез ткани: 1 – активированные геном фрагменты костного заменителя, 2 – новообразованная костная ткань. Источник: Ilia Y. Bozo et al. / Front. Bioeng. Biotechnol., 2021
Картинка 4. Руководитель работы Владимир Комлев. Фото из личного архива
Картинка 5. Директор компании «Гистографт» Илья Бозо. Фото из личного архива