Využití polymerních nosičů keratinocytů pro krytí kožních defektů

18 Čvc

Problémy spojené s léčbou rozsáhlých popálenin byly v minulosti řešeny používáním různých krytů, od úplně jednoduchých systémů, jako jsou obvazy, mastný tyl, kryty tvořené biologickými materiály až po novější systémy, které využívají speciálně vypěstované kožní buňky – keratinocyty.

Projekt

Keratinocyty jsou běžně používány pro krytí velkých kožních defektů, jako jsou rozsáhlé popáleniny, bércové vředy nebo proleženiny. V praxi se keratinocyty používají následujícím způsobem. Pacientovi je odebrán malý kousek kůže (3 cm2), z něhož jsou izolovány keratinocyty. Ty se pak kultivují společně s podpůrnými myšími buňkami na různých podložkách, které jsou upravovány tak, aby byl umožněn rychlý růst keratinocytů. Namnožené buňky jsou pak vyjmuty z inkubačního zařízení a přeneseny na poraněnou plochu. Vlastní přenos namnožených buněk je však technicky náročný a ne vždy reprodukovatelný. Zásadní průlom do této problematiky přinesl vynález českých vědců z Ústavu makromolekulární chemie AV ČR, kteří využili dlouhodobé zkušenosti s prací s živou hmotou a přišli s novým materiálem pro kultivační podložky. Tímto materiálem jsou osvědčené hydrofilní biokompatibilní polymery použité v minulosti pro výrobu kontaktních čoček. Podložky z těchto polymerů mají oproti tradičním tu výhodu, že se výborně snášejí s živými tkáněmi, a poté, co na nich keratinocyty vyrostou, je lze celé přiložit na pacientovu ránu místo obvazu.

Ještě větší výhodou nového materiálu je však vysoká přilnavost keratinocytů k podložce, což umožňuje jejich mnohem efektivnější pěstování, navíc bez myších buněk. Toho je dosaženo tak, že v polymerním materiálu podložek jsou rozpuštěny cukry mannóza nebo galaktóza, které se „přitahují“ s bílkovinou lektin, obsaženou v keratinocytech. Kožní buňky se tak na podložce rozrostou do potřebné plochy. Nové kultivační podložky lze dále snadno sterilizovat a připravit reprodukovaně v požadované kvalitě. Tímto způsobem lze navíc kultivovat i buňky pacienta, které byly zmrazené. Po přiložení podložky na pacientovu ránu (defekt apod.) je třeba už jen vyčkat (obvykle několik dní), až keratinocyty srostou s původní tkání, a potom je možné podložku sejmout a pacient se může těšit z „nové kůže“. Polymerní nosič (materiál podložky) přitom slouží zároveň jako hydrofilní kryt poranění, který k ráně výborně přilne a dodává vlhkost tak, aby nemohl vzniknout nežádoucí strup. Vynikající práce organických chemiků, která je podložena perfektní znalostí velmi obtížného oboru organické chemie, jakým chemie sacharidů je, umožnila přípravu celé řady nových derivátů mannózy a galaktózy a tím i přípravu nové generace kultivačních podložek. Nový systém umožnil, aby se vzorek pacientových buněk množil ne za pomoci myších buněk, ale na zcela nových umělých polymerních nosičích, které zároveň fungují jako léčící obvaz.

O autorovi

Tento projekt byl řešen ve spolupráci s 1. a 3. lékařskou klinikou KÚ, kde se připravené polymery testovaly v rámci podpory Grantové agentury České republiky. Vedoucí projektu Ing. Jiří Labský, CSc., vystudoval VŠCHT, katedru organické chemie, a jeho učitelé byli vynikající profesoři organické chemie, např. profesoři Lukeš, Ferles a Wichterle. Pracuje jako vedoucí vědecký pracovník v Ústavu makromolekulární chemie AV ČR. Rozsáhlé vědomosti v oboru organické a polymerní chemie, zejména v chemii sacharidů, jsou patrny na originálním řešení daného problému. Jeho vizitkou je více než 80 původních prací v mezinárodních časopisech a téměř 40 patentů (6 patentů na téma kultivace keratinocytů), kde se uplatňuje široká paleta vědomostí. Jmenujme namátkou další obory aktivit, jako jsou hydrofilní polymery s izotopy 14C a 3H, polymerizovatelné aktivované estery, enzymaticky štěpitelné polymery, nová hydrofilní síťovala – systémy vesměs užitečné pro cílené uvolňování léčiv. Připravil řadu solvatochromních, fotochromních, fluorescenčních, 2H paramagnetic- kých značek využitelných pro charakterizaci polymerů. V duchu tradice ÚMCH pracoval na kontaktních a intraokulárních čočkách, kde výrazně rozšířil paletu ultrafialových filtrů řadou původních patentů. EPR imaging, polymerizovatelné lapače radikálů pro biologické aplikace, nové materiály pro lékařské použití jsou další namátkou vybrané aktivity.

Ing. Labský – slovo na závěr…

Je třeba upozornit na skutečnost, že dobré a často i vynikající nápady vzniklé na akademických pracovištích až na čestné výjimky hledají velmi těžko praktické uplatnění, protože je velmi nesnadné navázat plodnou spolupráci s průmyslem nebo potenciálním výrobcem. Citelně chybí organizace, která by pomohla překlenout tuto mezeru. Vlastní síly vědeckých pracovníků ani akademických pracovišť na to nestačí.

Leave a Reply