Wie ein polymeres Nanopartikel-Genabgabesystem die Knochenbildung fördern kann

Gibt es in der Regenerativen Medizin ein „Wundermittel“? Forscher wollten schon lange eine hochmoderne Gentherapie entwickeln, die durch Krankheit oder Trauma geschädigtes Gewebe regeneriert. Dieser Wunsch könnte nun wahr werden, da ein Forscherteam eine polymere Gentherapie entwickelt hat, die die Knochenneubildung nach traumatischen Entzündungen fördert.

In einer Studie veröffentlicht in der Internationale Zeitschrift für Molekularwissenschaftenhaben Forscher der Tokyo Medical and Dental University (TMDU) gezeigt, dass eine Genabgabetherapie Entzündungen wirksam unterdrücken kann, um die Gewebeheilung nach der Zahnextraktion zu verbessern.

Die Zahnextraktion ist ein gängiger chirurgischer Eingriff in der Zahnmedizin. Wenn ein Zahn entfernt wird, bilden sich Wunden an der Alveole, die einen physiologischen Heilungsprozess mit der Rekonstruktion von beschädigtem Weich- und Hartgewebe auslösen. Eine Phase der Wundheilung, bekannt als Hämostase, beginnt mit dem Stoppen der Blutung aus Blutgerinnseln, was eine Entzündungsphase stimuliert.

Dies kann helfen, weitere Blutungen zu verhindern, aber bei längerer Dauer können Komplikationen auftreten. Nach der Zahnextraktion kann eine übermäßige Entzündung zu einer Restkammresorption (Reduktion des Restknochens im Kiefer) führen, was negative und erschwerende Auswirkungen auf die Zahnchirurgie haben kann.

Der lebenslange Knochenumbau wird durch einen Signalweg vermittelt, an dem der Proteinkomplex NF-κB (nuclear factor-kappa B) beteiligt ist. Es steuert die Produktion von Genen, die Entzündungen und Knochenheilung regulieren. „Inhibitoren von NF-κB sind bei der Behandlung der Knochenresorption weithin anerkannt, die Anwendung eines NF-κB-Decoy-Oligodesoxynukleotids (ODN) ist jedoch kaum untersucht“, erklärt Hauptautor Takashi Ono.

In dieser Studie wurde die Zahnextraktion mittels Molarextraktionschirurgie durchgeführt. Es wurde ein Gen-/Medikamentenabgabesystem entwickelt, das einen effizienten Copolymervektor – eine Art Poly(milchsäure-co-glykolsäure) – verwendet, um NF-κB-Köder-ODNs (doppelsträngige DNA-Fragmente) an die Extraktionsalveole von Ratten und deren Therapeutika zu liefern Effekte untersucht wurden. Es wurde festgestellt, dass die lokale Verabreichung von NF-κB-Decoy-ODNs unter Verwendung eines Copolymervektors die Knochenresorption effektiv hemmte und die Knochenbildung an der Extraktionsalveole förderte.

Darüber hinaus verhinderte die Genabgabetherapie eine übermäßige Entzündung. „Dies ist die erste In-vivo-Studie, die die Wirksamkeit von NF-κB-Decoy-ODNs zeigt, die von einem Copolymer-Vektor verabreicht werden, um die Knochenheilung nach Zahnextraktion zu fördern“, sagt Ono.

Die Ergebnisse dieser Studie könnten zu einer innovativen Gentherapie führen, um die Resorption des Restkamms nach chirurgischer Zahnextraktion zu verhindern.