Nytt biomateriale helbreder vevsskader innefra

Intravenøs injeksjon med et nytt biomateriale reduserer vevsinflammasjon, i tillegg til at det kan fremme celle- og vevsreparasjon etter hjerneskader og hjerteanfall, viser studier på store dyr.

En gruppe forskere bestående av leger og bioingeniører fra det amerikanske University of California i San Diego står bak utviklingen av et nytt biomateriale, som på sikt potensielt vil kunne hjelpe pasienter med plager etter hjerneskader og hjerteanfall. Studien er publisert i Nature Biomedical Engenering.

Biomaterialet, som består av decellularisert, enzymatisk fordøyet og fraksjonert ventrikulært myokardium, virker ved å redusere inflammasjon i vev og fremme reparasjonen av både vev og celler. Materialet er utviklet til å kunne gis intravenøst, og dermed kan helbrede skader som ellers kan være vanskelige å nå frem til fra innsiden. 

Biomaterialet er inntil videre blitt testet på gnagere og i store dyreforsøk, hvor det har vist positive resultater i behandlingen av vevsskader forårsaket av hjerteanfall. Materialet har på samme måte vist proof of concept hos gnagere og støtter dermed hypotesen om at materialet også kan være fordelaktig for pasienter med hjerneskader eller pulmonal hypertensjon.

Etter infusjon av biomaterialet observerte forskerne vesentlig redusert venstre ventrikulære volumener og forbedrede vegbevegelsesscore, samt reparasjon av celler og vev hos griser og rotter med indusert akutt myokardinfarkt. 

Behandling i den akutte fasen

Karen Christman, som er professor i bioteknikk ved University of California i San Diego står i spissen for forskningen. Allerede høsten 2019 hadde hun og forskergruppen suksess med å utvikle en hydrogel laget av den ekstracellulære matrixen (ECM), som ved hjelp av et kateter kan injiseres i skadet hjertemuskelvev. Gelen danner et stillas i det skade-området, som støtter fremveksten av vevsreparasjon og nye celler. Fase I-studier viste den gangen positive resultater av gelen i kliniske forsøk på mennesker, men fordi gelen skal injiseres direkte i hjertemuskelen, kan det tidigst benyttes en uke eller mer etter et hjerteanfall. Det oppstår risiko for at kateteret kan forårsake ytterligere skade på hjertet, hvis gelen gis tidligere.

Forskergruppa ville derfor gjerne utvikle en behandling som kan administreres umiddelbart etter et hjerteanfall. Dette har ført til utviklingen av biomaterialet, som kan gis intravenøst samtidig med andre behandlinger, eksempelvis angioplastikk eller en stent. 

Blodbanens fordel

En av de andre fordeler ved det nye biomaterialet er at det fordeler seg jevnt i det ødelagte vevet, fordi det gis som infusjon eller injiseres intravenøst. Når hydrogelen injiseres via et kateter, blir gelen derfor i det spesifikke området og sprer seg ikke ut i vevet på samme måte som biomaterialet. 

“Vi forsøkte å designe en biomaterialeterapi som leveres til vanskelig tilgjengelige organer og vev, og vi kom på å dra fordel av blodbanen - og bruke de blodkarene som i forveien forsyner organer og vev med blod,” uttaler studiens førsteforfatter Martin Spang, som også er ph.d. i Karen Christmans forskergruppe, til Science Daily.

Karen Christman planlegger nå å anmode FDA om tillatelse til å utføre en studie på det nye biomaterialets anvendelser mot hjertesykdommer hos mennesker. Dette betyr at kliniske forsøk på mennesker kan begynne om ett eller to år.