Klinické studie / Odborné články
Hydrolyzovaný kolagen: in vitro účinky injekčního přípravku CHondroGrid, zdravotnického prostředku pro léčbu osteoartrózy
Klouby postižené artrózou vykazují řadu strukturálních, tkáňových, buněčných a biochemických změn. Exprese určitých mediátorů zánětu v kloubu, jako jsou interleukiny 1α a 6 (IL-1α a IL-6) nebo tumor nekrotizující faktor beta (TNF-β), způsobují aktivaci enzymů, které degradují chrupavku, včetně určitých metaloproteináz a disintegrinů. Ty působí degradaci extracelulární matrix, včetně její kolagenové složky. Tato skutečnost vedla k předpokladu, že intraartikulární podávání kolagenu může mít prospěšné účinky. První in vitro studie potvrdily tuto hypotézu a ukázaly, že po aplikaci kolagenu synoviální buňky a buňky chrupavky uvolňují méně mediátorů zánětu a zároveň zvyšují produkci kyseliny hyaluronové, klíčové složky matrixu chrupavky a synoviální tekutiny1.
Úvod
Studie na animálních modelech ukázaly, že intraartikulární injekce jednoduchých tripeptidů získanýcah z kolagenu významně snižují degradaci kloubní chrupavky, a působí tak proti etiopatogenetickému procesu artrózy. Zároveň významně zvyšují počet chondrocytů, syntetizujících kolagen typu II, což je základní složka matrix chrupavky2. Bioteck nedávno uvedl na trh injekční zdravotnický prostředek CHondroGrid, obsahující hydrolyzovaný kolagen. Přípravek je určený k léčbě bolesti a funkčních příznaků spojených s artrózou. Cílem této informace je shrnout preklinickou in vitro studii zaměřenou na zkoumání účinků přípravku CHondroGrid na lidské chondrocyty.
Metodika
Studie nejprve vyžadovala izolaci lidských chondrocytů a jejich následné rozmnožení v kultivačním médiu. Chondrocyty byly získané od dárců trpících artrózou kyčelního kloubu. Buňky byly poté vystaveny působení přípravku CHondroGrid v různých koncentracích.
Životaschopnost buněk byla měřena pomocí testu AlamarBlue, zatímco jejich proliferace byla měřena fluorescenční kvantifikační metodou.
K simulaci zánětlivého prostředí byly chondrocyty vystaveny působení interleukinu 1-β (IL-1β) po dobu 48 hodin. K zjištění možného
protizánětlivého účinku CHondroGridu byly buňky poté exponovány tomuto přípravku. Byla hodnocena exprese metaloproteináz MMP1 a MMP3 a jejich inhibitorů TIMP1 a TIMP3 pomocí techniky PCR v reálném čase a techniky trofických/proangiogenních faktorů TGF β1, IGF-1 a VEGF prostřednictvím testů ELISA.
Nakonec byly buňky podrobeny imunohistochemické analýze pomocí semikvantitativního hodnocení exprese kolagenu typu I a II.
Výsledky
Test životaschopnosti buněk ukázal, že CHondroGrid nemá negativní účinek na životaschopnost buněk (kromě koncentrace 1,5 mg/ml). To znamená, že přípravek v koncentracích užívaných v klinické praxi není cytotoxický, což je v souladu s daty shromážděnými v průběhu preklinického hodnocení provedeného výrobcem. (Koncentrace 1,5 mg/ml nelze dosáhnout v klinické praxi vzhledem k aplikovaným dávkám a průměrnému objemu synoviální tekutiny.)
Nebyly pozorovány žádné významné účinky přípravku na expresi metaloproteináz a jejich inhibitory, ani na expresi analyzovaných trofických a proangiogenních faktorů. CHondroGrid tedy nemá přímý antikatabolický nebo protizánětlivý účinek. Tento výsledek je v souladu s mechanismem účinku, který je základem terapeutického účinku CHondroGridu, tzn. mechanickým působením na posílení matrixu chrupavky, spíše než farmakologickým, imunologickým nebo metabolickým působením. Peptidy obsažené v CHondroGridu, jejichž nízká molekulová hmotnost podporuje jejich šíření prostřednictvím kapalného média, jako je injekční roztok a synoviální tekutina, se mohou snadno rozptýlit na povrchu chrupavky, čímž mechanicky vyztužují části, které byly poškozeny zánětlivým/degenerativním procesem artrózy.
Z histologického hlediska chondrocyty kultivované v chondrogenním médiu v přítomnosti CHondroGridu ukládaly signifikantně vyšší množství extracelulární matrix ve srovnání s buňkami, které nebyly vystaveny CHondroGridu, ani nebyly kultivovány v chondrogenním médiu. Buňky kultivované v přítomnosti chondrogenního média a CHondroGridu se ukázaly být morfologicky zaoblenější, což naznačuje lepší trofismus a vyšší expresi kolagenu typu II a sníženou produkci kolagenu typu I (charakteristického pro jizvení).
Celkově vzato tyto výsledky ukazují, že CHondroGrid je bezpochyby bezpečný a naznačují, že jeho použití může přimět chondrocyty k produkci hyalinní kloubní chrupavky, a zabránit tvorbě fibrózní tkáně.
Literatura
Comblain F., Dubuc J.E., Lambert C., Sanchez C., Lesponne I., Serisier S., Henrotin Y. Identification of targets of a new nutritional mixture for osteoarthritis management composed by curcuminoids extract, hydrolyzed collagen and green tea extract. PLoS One. 2016;11(6):e0156902.
Naraoka T., Ishibashi Y., Tsuda E., Yamamoto Y., Kusumi T., Toh S. Periodic knee injections of collagen tripeptide delay cartilage degeneration in rabbit experimental osteoarthritis. Arthritis Res Ther. 2013;15(1):R32.
De Luca P., Colombini A., Carimati G., Beggio M., De Girolamo L., Volpi P. Intra-articular injection of hydrolyzed collagen to treat symptoms of knee osteoarthritis. A functional in vitro investigation and a pilot retrospective clinical study. J Clin Med. 2019;8:975.