Μια ομάδα στη Σουηδία, το Ιράν και την Ινδία ανέπτυξε έναν νέο τρόπο για την παραγωγή τεχνητών κερατοειδών, από ένα καθαρισμένο υποπροϊόν της βιομηχανίας τροφίμων. Επικεφαλής των ερευνητών ήταν Mehrdad Rafat στο LinkoCare Life Sciences και στο Πανεπιστήμιο Linköping. Έδειξαν ότι τα εμφυτεύματα τους ήταν ισχυρά και ανθεκτικά στην υποβάθμιση και μπορούσαν να αποκαταστήσουν πλήρως την όραση των ασθενών μέσω ελάχιστα επεμβατικής χειρουργικής επέμβασης.
Ο κερατοειδής είναι ένα διαφανές στρώμα σε σχήμα θόλου στο μπροστινό μέρος του ματιού, υπεύθυνο για την εστίαση του εισερχόμενου φωτός μέσω της κόρης. Όταν η δομή του καταστραφεί ή νοσήσει, η απώλεια διαφάνειας και οι διαθλαστικές του ικανότητες θα προκαλέσει συχνά τύφλωση.
Αυτά τα ελαττώματα υπολογίζεται τώρα ότι επηρεάζουν περίπου 12.7 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. Ένα εκατομμύριο νέα κρούσματα εμφανίζονται κάθε χρόνο και αυτά επηρεάζουν δυσανάλογα τους ανθρώπους σε χώρες χαμηλού και μεσαίου εισοδήματος. Αν και αυτές οι καταστάσεις μπορούν να αντιμετωπιστούν μέσω μεταμοσχεύσεων, υπάρχει επί του παρόντος μόνο ένας κερατοειδής διαθέσιμος για κάθε 70 ασθενείς που τους χρειάζονται, δημιουργώντας επείγουσα ανάγκη για βελτιωμένη πρόσβαση.
Άκαμπτες, διαφανείς κατασκευές
Οι κερατοειδείς αποτελούνται κυρίως από κολλαγόνο. Αυτή είναι μια πρωτεΐνη που κατασκευάζεται από ισχυρές μοριακές ίνες, η καθεμία μόλις περίπου 100 nm σε διάμετρο. Σχηματίζοντας ισχυρούς χημικούς δεσμούς, ή «διασταυρούμενους δεσμούς», με γειτονικές ίνες, συσκευάζονται στενά μεταξύ τους, σχηματίζοντας άκαμπτες, διαφανείς δομές.
Σε μια προηγούμενη μελέτη, η ομάδα του Rafat είχε στόχο να αναδημιουργήσει αυτούς τους διασταυρούμενους δεσμούς χρησιμοποιώντας χαλαρό ανθρώπινο κολλαγόνο. Ωστόσο, αυτή η προσέγγιση έχει μειονεκτήματα. Τα εμφυτεύματα μπορούσαν να παραχθούν μόνο σε μικρές ποσότητες και ήταν μηχανικά αδύναμα, υποβαθμίστηκαν γρήγορα και μπορούσαν να εμφυτευτούν μόνο με επεμβατική χειρουργική επέμβαση, η οποία χρειάστηκε πολύ χρόνο για να επουλωθεί.
Στην τελευταία τους μελέτη, οι ερευνητές αντιμετώπισαν αυτούς τους περιορισμούς χρησιμοποιώντας κολλαγόνο ιατρικής ποιότητας που προέρχεται από δέρμα χοίρου: ένα καθαρισμένο υποπροϊόν της βιομηχανίας τροφίμων. Για τη θεραπεία αυτού του χαλαρού κολλαγόνου, χρησιμοποίησαν έναν συνδυασμό χημικών και φωτοχημικών τεχνικών για να δημιουργήσουν ισχυρούς δεσμούς μεταξύ των ινών.
Ισχυρή και σταθερή
Η προσέγγισή τους βελτίωσε την αντοχή, τη σταθερότητα και την αντοχή του υλικού στην υποβάθμιση, χωρίς να θυσιάζει την ικανότητά του να μεταδίδει και να διαθλά το ορατό φως. Αυτό σήμαινε ότι οι τεχνητοί κερατοειδείς τους μπορούσαν να αποθηκευτούν για έως και δύο χρόνια πριν εμφυτευτούν. Αυτό παρέχει άφθονο χρόνο για τη μεταφορά των κερατοειδών σε λιγότερο ανεπτυγμένες περιοχές, όπου η ζήτηση είναι συχνά η υψηλότερη. Επιπλέον, το εμφύτευμα θα μπορούσε να εισαχθεί στον υπάρχοντα κερατοειδή χιτώνα του ασθενούς μέσω μιας μικρής τομής, καθιστώντας τη διαδικασία πολύ λιγότερο επεμβατική.
Το κολλώδες βιοϋλικό θα μπορούσε να επιδιορθώσει τραυματισμούς του κερατοειδούς σε ασθενείς
Μετά τις αρχικές δοκιμές, η τεχνική εφαρμόστηκε από χειρουργούς στο Ιράν και την Ινδία, οι οποίοι εμφύτευσαν το κολλαγόνο που είχε υποβληθεί σε θεραπεία στα μάτια 20 ασθενών με άρρωστο ή κατεστραμμένο κερατοειδή. Τα επόμενα δύο χρόνια, κανένας ασθενής δεν ανέφερε ανεπιθύμητες ενέργειες από τη χειρουργική επέμβαση. Όχι μόνο τα εμφυτεύματα έγιναν δεκτά εύκολα από το σώμα τους, αλλά είχαν επίσης επαναφέρει το πάχος και την καμπυλότητα του κερατοειδούς τους στο φυσιολογικό.
Μετά από δύο χρόνια, και οι 14 ασθενείς που ήταν εντελώς τυφλοί πριν από τη χειρουργική επέμβαση θεραπεύτηκαν πλήρως και τρεις είχαν αποκτήσει ακόμη και τέλεια όραση 20/20. Με βάση αυτή την επιτυχία, η ομάδα του Rafat ελπίζει ότι η νέα προσέγγιση θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια σημαντική ανακάλυψη στις θεραπευτικές επιλογές για τα πολλά άτομα που χρειάζονται επειγόντως νέους κερατοειδείς - αποκαθιστώντας την όραση σε εκατομμύρια ανθρώπους στον αναπτυσσόμενο κόσμο.
Η έρευνα περιγράφεται στο Nature Biotechnology.
