Felgyorsíthatjuk a csontképződés folyamatát
Először vizsgálták, hogy molekuláris szinten hogyan kapcsolódnak össze azok az ásványok, amik a csontok és más kemény szövetek, például a fogzománc összeállásához szükségesek. A kutatók nagy felbontású, valós időben rögzített felvételeket készítettek egy mesterséges nyálmodellben az ásványosodás és a csontképződés folyamatairól. A kutatást a chicagói Illinois-i Egyetem kutatói végezték, a témával foglalkozó tanulmány a Science Advances folyóiratban jelent meg.
Reza Shahbazian-Yasser, az Illinois-i Egyetem professzora, a tanulmány vezető szerzője szerint ez a folyamat, különösen a csontképződés korai szakasza és az ásványok struktúrába rendeződése mostanáig nem volt egyértelmű. Shahbazian-Yasser és munkatársa megfigyelték, hogy a kemény szövetek alapját alkotó hidroxiapatit-kristályok közvetlen és közvetett képződését a magképződés és a növekedési energia helyi variációi befolyásolják.
„Az amorf kalcium-foszfát oldódásának irányítása kihat a hidroxiapatit-kristályok nagyobb aggregátumokba való rendeződésére. Az egyetemen kifejlesztett technológia segítségével bizonyítani tudtuk, hogy ezek az utak szimultán léteznek egymás mellett, ami megmagyarázhatja, hogy ezek miért hoznak látszólag eltérő vagy ellentétes eredményeket. Ezenfelül azt is megértettük, hogy a hidroxiapatit alapanyagai hogyan alakulnak ki és indulnak növekedésnek az amorf kalcium-foszfáton.”
– mondta Shahbazian-Yasser.
A hidroxiapatit magképződésének és növekedésének megértése fontos szerepet játszik az új gyógyszerek és gyógykezelések fejlesztésében. Így olyan orvosi eljárások dolgozhatók ki, amikkel felgyorsítható a törött csontok regenerálódása, és kezelhetővé válnak a szuvas vagy törött fogak.
A képek rögzítéséhez a kutatók egy saját fejlesztésű apró eszközt alkottak, amivel elektronmikroszkópot használhattak egy folyadékmodellben. Ezzel a módszerrel a kutatók a legalacsonyabb szintekig nyomon tudták követni a modellben zajló vegyi folyamatokat.
„A tanulmányunk világos és új bizonyítékot kínál arról, hogy hogyan rendeződnek és nőnek csontszövetté az ásványok. Ennek a felfedezésnek számos alkalmazási területe lehet a csontok és a fogak gyógyításában. A folyamat megértésével a tudósok egy lépéssel közelebb kerültek olyan eljárások kidolgozásához, amivel a fogászati betegségek és egyes csontsérülések, például traumatikus sérülések kezelésében, illetve megelőzhetővé válhatnak az olyan állapotok, amik megzavarhatják a test mineralizációs folyamatait.”
– mondta Shahbazian-Yasser.
A nem rendeltetésszerű mineralizáció számos problémát okozhat a szervezeten belül. Ezek a folyamatok többek között fogromláshoz vagy csontritkuláshoz vezethetnek.
A kutatók tovább folytatják a kísérleteket: a következő lépésben azt szeretnék megérteni, hogy a molekulaszintű folyamatok módosítása milyen hatást gyakorol a biomineralizációra, mivel erre is szükség lehet a hatékony gyógyszerek fejlesztéséhez.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten: