Eucomis autumnalis este mai mult decât o plantă - ar putea juca un rol în ingineria biomedicală. Gurcharan Singh / Shutterstock

În ultimii ani a existat o creștere a tehnicilor de inginerie biomedicală care pot restabili țesutul și osul pierdut. Dacă ați fost într-un accident de mașină, de exemplu, există modalități de a restabili sau repara partea pierdută a corpului sau țesuturile deteriorate. Uneori pacienții vor fi supuși reconstrucției chirurgicale; uneori vor fi echipate cu dispozitive medicale precum plăci în genunchi sau șolduri.

Dar aceste abordări au limitări. Unul este că o placă de oțel nu poate imita cu adevărat funcțiile țesuturilor deteriorate sau ale oaselor pierdute, astfel încât puteți pierde mobilitatea și flexibilitatea. Un altul este că aceste tehnici implică adesea mai multe operații dureroase și perioade lungi de spitalizare. Asta nu numai că îi costă pacientului mult timp și bani; de asemenea, plasează o povara pe o țară sistemul de sanatate și economia sa.

Există o alternativă: ingineria țesuturilor și medicina regenerativă. Acest proces a început în urmă cu aproximativ trei decenii și se bazează adesea pe constatările existente pentru a testa noi abordări. Acesta își propune să reactiveze procesele biologice pentru a forma produse care pot ajuta la regenerarea osoasă și pierderea țesuturilor cauzate de traume.

Suntem printre cercetătorii care lucrează în acest domeniu. Credem că plantele medicinale pot conține cel puțin unele dintre răspunsurile la limitările prezentate mai sus. Am studiat două plante utilizate în mod obișnuit de vindecătorii tradiționali din Africa de Sud și de plante medicinale pentru a trata fracturile osoase și a ușura durerea cauzată de osteoartrita.

Studiile noastre au dat rezultate pozitive în laborator. Acest lucru sugerează că compușii care provin din aceste plante medicinale ar putea oferi o modalitate valoroasă de a sprijini regenerarea osoasă și pierderea țesuturilor la persoanele care au suferit traume.

Abordarea Noastră

Ingineria țesuturilor și medicina regenerativă se bazează pe trei cerințe cheie care lucrează împreună: semnale de la țesuturile și organele corpului, celulele stem care răspund și schelele.

Schele sunt materiale care lucrează cu sisteme biologice pentru a evalua, trata, mări sau înlocui oricare dintre țesuturile sau funcțiile corpului, cum ar fi celulele stem osoase mature, cartilajul, celulele pielii și celulele creierului și neuronii.

Aceste schele sunt menite să repare sau să modifice comportamentul fazei celulare - adică modul în care celulele reacționează în timpul proceselor de dezvoltare, cum ar fi formarea formei. Schelele servesc și ca șabloane, ghidând dezvoltarea de țesuturi noi, arătându-le calea adecvată de urmat și asigurându-se că celulele obțin nutrienții de care au nevoie. Dar majoritatea biomaterialelor de schelă utilizate în setările clinice nu bifează toate aceste casete.

De aceea, cercetătorii caută alternative. Și acolo intră plantele medicinale.

Plante promițătoare

Plantele medicinale s-au jucat de mult un rol integral în multe culturi. Rolul lor în construcțiile de inginerie a țesuturilor rămâne în mare parte neexplorat. Dar având în vedere că s-a constatat că plantele medicinale au valoare vindecarea ranilor, produse farmaceutice și îmbătrânirea terapeutică, este logic să fie utile și în domeniul nostru.

Ne-am efectuat cercetările la departamentul de științe biomedicale al Universității de Tehnologie Tshwane din Africa de Sud. Tara este acasa la o zecime din toate speciile de plante din lume - adică 25 000 de specii de plante cunoscute. Ne-am concentrat pe două: Eucomis autumnalis, denumită în mod obișnuit Crinul de ananas și Pterocarpus angolensis, sau tec sălbatic.

Genul Eucomis autumnalis a fost folosit pentru vindecarea fracturilor de secole. Astăzi este adesea folosit ca remediu pe bază de plante pentru recuperarea postoperatorie și vindecarea ranilor. Pterocarpus angolensis, între timp, favorizează formarea cartilajului și reglează colagenul, care este o substanță bogată în os și cartilaj uman.

Am combinat aceste plante cu schele și celule de grăsime porcine. Am constatat că cele două plante pe care le identificasem pentru testarea de laborator au activat celulele corpului și au îmbunătățit formarea osoasă. De asemenea, au făcut o treabă mai bună de schele atunci când au fost combinate cu semnale relevante și celule stem. Și au fost buni în vindecarea rănilor in vitro - adică în laborator.

Următorul nostru pas este să ne desfășurăm munca pe modele animale și cu multe alte plante medicinale cu calități similare cu cele pe care le-am folosit.

Calea de urmat

Acestea sunt descoperiri interesante, deoarece sugerează că încorporarea plantelor medicinale cu proprietățile relevante în ingineria biomedicală ar putea fi o modalitate bună de a aborda limitările abordărilor actuale.

În primul rând, utilizarea plantelor medicinale ar putea reduce costul tratamentului, deoarece este economic și ușor accesibil. În al doilea rând, s-ar putea asigura că pacienții nu trebuie să petreacă atât de mult în spital după o procedură datorită accelerării formării osoase și activării celulelor și există un avantaj suplimentar în această linie de anchetă: un boom economic pentru Africa de Sud.

Se estimează că va atinge valoarea schelelor biomedicale $ 1.5 de miliarde de până în 2024. Dacă se constată că unele dintre plantele medicinale din Africa de Sud susțin tehnicile de regenerare și inginerie a țesuturilor și țesuturilor, țara ar putea încadra cel puțin o parte a pieței biomateriale mondiale.

Despre Autori

Franca Nneka Alaribe, cercetător postdoctoral la Departamentul de Științe Biomedice, Universitatea de Tehnologie din Tshwane și Keolebogile Shirley Motaung, profesor de inginerie a țesuturilor, Universitatea de Tehnologie din Tshwane

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.