Projekt otrzymał finansowanie w ramach programu M-ERA.NET 3, który wspiera badania z obszaru inżynierii materiałowej odpowiadające na współczesne wyzwania medycyny. Politechnika Wrocławska jest liderem międzynarodowego konsorcjum, które skupia się na stworzeniu technologii mogącej pomóc pacjentom cierpiącym na uszkodzenia stawów.

Badania w projekcie REGENESIS (REvolutionising bone and cartilaGE reconstruction through Novel cell-instructive biomaterial and peptide-Enhanced Stem cell Immobilization Strategy) prowadzą ośrodki naukowe i partnerzy przemysłowi z trzech krajów: Polski, Słowenii i Kanady, a całość koordynuje dr hab. inż. Małgorzata Gazińska, prof. uczelni z Wydziału Chemicznego.

Nasz kraj, obok PWr, reprezentują Uniwersytet Gdański, Uniwersytet Łódzki oraz firma Polbionica. Partnerami zagranicznymi są: Josef Stefan Institute (Słowenia) oraz Laval University i firma Biomomentum (Kanada).

Całkowita wartość przedsięwzięcia to ponad 1,44 mln euro, a jego realizacja potrwa do 2028 r. Projekt jest współfinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR), organizację PRIMA (Quebec, Kanada) oraz słoweńskie Ministerstwo Szkolnictwa Wyższego, Nauki i Innowacji.

Przełom w leczeniu urazów stawów

– Naszym głównym celem jest zaprojektowanie i wytworzenie innowacyjnego implantu bioaktywnego oraz opracowanie technologii regeneracyjnej do skutecznego gojenia pogranicza tkanki kostnej i chrzęstnej – wyjaśnia dr hab. Małgorzata Gazińska z Politechniki Wrocławskiej.

Obecne metody leczenia często nie pozwalają na pełne przywrócenie integracji tych tkanek, co prowadzi do zwyrodnień stawów. Projekt REGENESIS wychodzi naprzeciw tym potrzebom klinicznym poprzez rozwój biomateriału do leczenia mikrozłamań i urazów osteochondralnych.

– Opracowany przez nas materiał, nazwany REGEniq, będzie miał strukturę warstwową, a każda z warstw zostanie zaprojektowana tak, by wspierać regenerację innego typu tkanki – wyjaśnia prof. Małgorzata Gazińska.

W praktyce oznacza to połączenie różnych bioaktywnych komponentów, które będąc stopniowo uwalniane, „pokierują” procesem odbudowy zarówno chrząstki, jak i kości. W badaniach międzynarodowego zespołu z Polski, Słowenii i Kanady wykorzystane zostaną zaawansowane rozwiązania, takie jak farmakologiczna mobilizacja komórek macierzystych i użycie peptydów naprowadzających do ich precyzyjnej rekrutacji, bezpieczne fotosieciowanie, zapewniające stabilność strukturalną materiału. Dla opracowanych biomateriałów zbadana zostanie efektywność  stymulacji regeneracji tkanek w procesie mechanotransdukcji.

Kluczowa rola zespołu z PWr

Za kluczowy etap prac, czyli opracowanie i wytworzenie samego biomateriału oraz jego poszczególnych warstw, odpowiadają naukowcy z Politechniki Wrocławskiej. – Będziemy optymalizować ich skład tak, aby uzyskać odpowiednią kinetykę uwalniania składników bioaktywnych oraz właściwości mechaniczne i lepkosprężyste zbliżone do naturalnych tkanek – opisuje prof. Małgorzata Gazińska.

To właśnie te parametry decydują o skuteczności regeneracji. Materiał musi nie tylko dostarczać odpowiednich sygnałów biologicznych, ale też „pracować” razem z organizmem. – Wyzwaniem będzie z pewnością trwałe połączenie warstw w taki sposób, by implant nie rozwarstwiał się pod wpływem obciążeń – dodaje koordynatorka projektu REGENESIS.

Badania nad bioaktywnymi komponentami prowadzą partnerzy projektu, w tym zespoły z Uniwersytetu Gdańskiego pod kierownictwem prof. Sylwii Rodziewicz-Motowidło, Polbioniki (dr Marta Klak) i instytutu w Lublanie (prof. Marija Vucomanovic). Z kolei w Kanadzie naukowcy z zespołu prof. Diego Mantovani sprawdzą, jak materiał zachowuje się pod obciążeniem i jak reagują na niego komórki, natomiast testy biologiczne zostaną przeprowadzone w Uniwersytecie Łódzkim pod kierownictwem dr Aleksandry Szwed-Georgiou.

Od laboratorium do praktyki klinicznej

Opracowany materiał ma szansę stać się zaawansowanym wyrobem medycznym i znaleźć zastosowanie w leczeniu urazów stawów – m.in. kolan, kostek czy drobnych stawów dłoni – zwiększając skuteczność zabiegów, takich jak artroskopia.

– Zakładamy podniesienie poziomu gotowości technologicznej (TRL) z poziomu 3 do 5. W praktyce oznacza to przejście od wczesnych badań laboratoryjnych do etapu, w którym rozwiązanie jest testowane w warunkach zbliżonych do rzeczywistych – opisuje prof. Małgorzata Gazińska.

To kluczowy krok w stronę wdrożenia technologii w medycynie. Na tym etapie powstanie prototyp biomateriału, który zostanie dokładnie przebadany zarówno w laboratorium, jak i na modelach zwierzęcych pod kątem bezpieczeństwa i skuteczności.

W stronę przyszłości medycyny regeneracyjnej

Efektem projektu REGENESIS mają być nie tylko lepsze wyniki leczenia pacjentów, ale także niższe koszty opieki zdrowotnej. – W najbardziej optymistycznym scenariuszu pierwsi pacjenci mogliby skorzystać z tej technologii w ramach badań klinicznych za około 10 lat – mówi prof. Małgorzata Gazińska. – Do tego czasu konieczne będą kolejne etapy badań przedklinicznych i klinicznych. Naukowcy jednak już dziś dzielą się pierwszymi wynikami swojej pracy. Koncepcję projektu i wstępne rezultaty zaprezentują podczas prestiżowej konferencji European Society for Biomaterials w 2026 r.

Źródło: Politechnika Wrocławska
Foto: Politechnika Wrocławska

„Jesteśmy niezmiernie dumni, że możemy połączyć siły z Fundacją DKMS w tej ważnej inicjatywie. Wspólna akcja to wyraz naszej determinacji w dążeniu do poprawy zdrowia publicznego i wsparcia chorych w Polsce. Każda zebrana próbka komórek macierzystych, każdy nowy potencjalny dawca to nadzieja dla kogoś, kto walczy o zdrowie i życie. Wierzymy, że dzięki naszej współpracy możemy przyczynić się do zwiększenia szans na powodzenie leczenia wielu pacjentów” – mówi lek. Tomasz Baran, wiceprezes zarządu PBKM. 

„Pomimo ponad 40 milionów potencjalnych dawców szpiku na świecie i ponad 2 milionów w Polsce nadal są sytuacje, gdy w bazie potencjalnych dawców szpiku nie ma osoby zgodnej z pacjentem, która dzieląc się cząstką siebie, mogłaby pomóc mu wygrać z chorobą. Fundacja DKMS każdego dnia stara się nawiązywać współprace, które pozwalają poszerzać ideę dawstwa szpiku wśród społeczności. Wspólna akcja PBKM oraz Fundacji DKMS pokazuje, że mając podobną misję, można łączyć siły, aby pomagać kolejnym pacjentom” – mówi Natalia Banasik, starsza koordynatorka ds. rekrutacji dawców Fundacji DKMS. 

Co 40 minut w Polsce ktoś otrzymuje diagnozę nowotworu krwi lub innej choroby układu krwiotwórczego. W obliczu tego wyzwania Fundacja DKMS i PBKM postanowiły połączyć siły i stworzyć akcję, która ma pomóc w zwiększeniu dostępności komórek macierzystych dla potrzebujących. W ramach tego przedsięwzięcia w wybranych szpitalach w Polsce będzie możliwość oddania krwi pępowinowej na cele publiczne. Jednocześnie wszyscy obecni na oddziale będą mogli zarejestrować się jako potencjalni dawcy szpiku kostnego. Konsultanci medyczni chętnie udzielą odpowiedzi na wszelkie pytania. Każdy dawca szpiku, w zależności od liczby przeprowadzonych procedur, otrzyma odznakę honorową. Ponadto dzieci, których rodzice zdecydowali się oddać krew pępowinową, otrzymają specjalny certyfikat „Najmłodszego Honorowego Dawcy Krwi Pępowinowej”.

Krwiotwórcze komórki macierzyste stanowią klucz do leczenia wielu ciężkich chorób – od białaczek, chłoniaków, szpiczaków poprzez anemię aż po choroby metaboliczne, jak np. zespół Hurlera. Znalezienie odpowiedniego dawcy to niełatwe zadanie. Właśnie dlatego tak ważna jest jak największa baza dawców, która umożliwi znalezienie „bliźniaka genetycznego” dla wszystkich potrzebujących. 

Polski Bank Komórek Macierzystych (PBKM) to polska firma biotechnologiczna, która od 20 lat specjalizuje się w pobieraniu, preparatyce, przechowywaniu oraz przygotowaniu do późniejszego wykorzystania w leczeniu komórek macierzystych. PBKM jako jedyny bank w Polsce jest akredytowany przez American Association for Blood and Biotherapies, jest również regularnie poddawany audytom Krajowego Centrum Bankowania Tkanek i Komórek sprawdzającym z ramienia Ministerstwa Zdrowia poprawność dokonywanych procesów i stosowanych procedur. PBKM wraz z oddziałami w innych krajach Europy tworzy Grupę FamiCord, będącą największym w Europie i trzecim największym bankiem komórek macierzystych na świecie. Jako lider PBKM pozostaje firmą odpowiedzialną społecznie. Oprócz wspomnianych Dni Krwi Pępowinowej na szczególną uwagę zasługuje program „Pobranie na Ratunek” organizowany w celu ratowania życia i zdrowia ciężko chorych dzieci. Do tej pory laboratoria Grupy FamiCord wydały ponad 200 próbek krwi pępowinowej do leczenia. 

Misją Fundacji DKMS jest znalezienie dawcy dla każdego pacjenta na świecie potrzebującego przeszczepienia komórek macierzystych. Fundacja działa w Polsce od 2008 roku jako Ośrodek Dawców Szpiku na podstawie decyzji ministra zdrowia oraz niezależna organizacja pożytku publicznego wpisana do KRS 0000318602. To największy Ośrodek Dawców Szpiku w Polsce, w którym zarejestrowało się ponad 1 900 000 osób (czerwiec 2023), spośród których już ponad 12 000 osób (czerwiec 2023) oddało swoje krwiotwórcze komórki macierzyste lub szpik pacjentom zarówno w Polsce, jak i na świecie, dając im tym samym drugą szansę na życie.

Źródło informacji: Kuźnia PR