Τα τελευταία χρόνια έχει σημειωθεί ραγδαία πρόοδος στην ανάπτυξη νέων τεχνικών βιοϊατρικής μηχανικής, οι εφαρμογές των οποίων παρέχουν στους ασθενείς καλύτερη ποιότητα ζωής. Οι χειρουργικές επεμβάσεις, τα προσθετικά μελών και οι ιατρικές συσκευές, που συμβάλλουν στην ανάρρωση των τραυματιών, έχουν περιορισμούς, εμπόδια που η βιοϊατρική μηχανική στοχεύει να υπερπηδήσει.

Μία σημαντική ανακάλυψη που έκαναν οι επιστήμονες ήταν η θεραπευτική δράση ορισμένων φυτών στην αναγέννηση και ανάπλαση των οστών και των μυών. Η ιατρική δράση των φυτών δεν ήταν άγνωστη, καθώς είναι αποτυπωμένη στην κουλτούρα πολλών λαών. Ωστόσο, ο ρόλος τους στην μηχανική των οστών πρόσφατα άρχισε να γίνεται αντικείμενο εντατικής μελέτης. Όπως υποστηρίζουν οι επιστήμονες, τα φαρμακευτικά φυτά μπορεί να προσφέρουν αρκετές από τις απαντήσεις στους περιορισμούς των πολύωρων χειρουργικών επεμβάσεων. Η μελέτη τους επικεντρώθηκε σε βότανα που χρησιμοποιούνται συνήθως από Νοτιοαφρικάνους παραδοσιακούς θεραπευτές για τη θεραπεία των καταγμάτων των οστών και την ανακούφιση του πόνου που προκαλείται από την οστεοαρθρίτιδα.

Η επούλωση κατάγματος είναι μια πολύπλοκη φυσιολογική πολλαπλασιαστική κυτταρική διαδικασία που περιλαμβάνει τη συντονισμένη συμμετοχή αιμοποιητικών και ανοσοποιητικών κυττάρων εντός του μυελού των οστών. Σε συνδυασμό με πρόδρομα αγγειακά και σκελετικά κύτταρα, στρατολογούνται επίσης μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα από την κυκλοφορία του αίματος και τους περιβάλλοντες ιστούς. Εμπλέκονται πολλοί παράγοντες, όπως αυξητικοί παράγοντες, φλεγμονώδεις κυτοκίνες, αντιοξειδωτικά κύτταρα οστεοκλαστών και οστεοβλαστών, ορμόνες, αμινοξέα και αμέτρητα θρεπτικά συστατικά. Συνεπώς, η εύρεση τρόπων για επούλωση και επιτάχυνση αυτής απαιτεί καινοτόμες λύσεις.

Η αναγεννητική ιδιότητα των φυτών αξιοποιεί τις υπάρχουσες δομές του οργανισμού και στοχεύει στην επιτάχυνση και ενεργοποίηση των βιολογικών απαντήσεων του, συμβάλλοντας έτσι αναμόρφωση του οστού και ιστού που έχει πληγεί από το τραύμα. Η μηχανική ιστών και η αναγεννητική ιατρική βασίζονται σε τρεις βασικές αρχές: α)σήματα από ιστούς και όργανα του σώματος, β) βλαστοκύτταρα που ανταποκρίνονται στα σήματα και γ) scaffolds. Τα scaffolds είναι υλικά που συνεργάζονται με βιολογικά συστήματα για να αξιολογήσουν, να θεραπεύσουν, να αυξήσουν ή να αντικαταστήσουν οποιονδήποτε από τους ιστούς ή λειτουργίες του σώματος, όπως ώριμα βλαστοκύτταρα οστών, χόνδρου, κύτταρα δέρματος, εγκεφαλικά κύτταρα και νευρώνες. Έτσι, επιδιορθώνουν ή τροποποιούν τη λειτουργία των κυττάρων στην εκάστοτε κυτταρική φάση – δηλαδή πώς αντιδρούν τα κύτταρα κατά τη διάρκεια των διαδικασιών ανάπτυξης, όπως η απόκτηση σχήματος. Επιπλέον, καθοδηγούν την ανάπτυξη νέων ιστών, υποδεικνύοντάς τους το κατάλληλο μονοπάτι αντίδρασης που πρέπει να ακολουθήσουν και διασφαλίζοντας ότι τα κύτταρα λαμβάνουν τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζονται. Αλλά τα περισσότερα από τα βιοϋλικά scaffolds που χρησιμοποιούνται σε επίπεδο κλινικών δοκιμών δεν επιφέρουν όλα τα αποτελέσματα που αναμένονται. Γι’ αυτό, τα φαρμακευτικά φυτά συνιστούν δυναμική εναλλακτική λύση.

Για τη διερεύνηση των ιδιοτήτων τους, η Franca Nneka Alaribe και η Keolebogile Shirley Motaung, μεταδιδακτορική φοιτήτρια και καθηγήτρια μηχανικής ιστών (Tissue Engineering), αντίστοιχα, στο πανεπιστήμιο Tshwane University of Technology της Νότιας Αφρικής, πραγματοποιήσαν κάποια πειράματα στα φυτά Eucomis autumnalis (κρίνος ανανά) και Pterocarpus angolensis (άγριο ξύλο τικ).

Όπως απέδειξαν, το πρώτο έχει μεγάλη ευεργετική δράση στη μετεγχειρητική ανάρρωση και επούλωση πληγών, ενώ το δεύτερο προάγει το σχηματισμό χόνδρου και ρυθμίζει το κολλαγόνο, το οποίο είναι μια ουσία πλούσια στα ανθρώπινα οστά και στους χόνδρους.

Στη συνέχεια, οι ερευνήτριες συνδύασαν τα φυτά με scaffolds και λιποκύτταρα χοίρου. Οι εργαστηριακές δοκιμές έδειξαν ότι τα κύτταρα ενεργοποιήθηκαν και η διαδικασία για τον σχηματισμό οστίτη ιστού ενισχύθηκε σημαντικά με την χρήση του συνδυασμού αυτού. Η δράση των scaffolds, μάλιστα, βελτιώθηκε όταν επέδρασαν οι επιστήμονες με σήματα και βλαστοκύτταρα καθώς ο συνδυασμός και των δυο φυτών με βλαστοκύτταρα και ενίσχυση της σηματοδότησης έδωσαν καλύτερα αποτελέσματα από τα κλασικά scaffolds, όντας “υβριδικά scaffolds” . Ακόμη, συνέβαλλαν στην επούλωση πληγών in vitro.

Αρκετοί άλλοι επιστήμονες έχουν μελετήσει νέες στρατηγικές, βασισμένες στις αντιοξειδωτικές αντιμικροβιακές και αναγεννητικές δράσεις των φυτών. Ορισμένα φυτά, όπως το αβοκάντο, έχουν δυνατότητες που προωθούν την «οστεοενσωμάτωση» και οστεονάπτυξη με την αξιοποιήση κυτοκινών και άλλων χημικών ενώσεων. Οι κυτοκίνες είναι ομάδα πεπτιδίων που χρησιμοποιούνται από τα κύτταρα του ανοσοποιητικού ώστε να επικοινωνούν μεταξύ τους και με το περιβάλλον τους. Οι μελέτες δείχνουν ότι παίζουν κύριο ρόλο στον έλεγχο της ανοσολογικής απόκρισης, της φλεγμονής, της αιμοποίησης, της επούλωσης και ρυθμίζουν τη φυσιολογική λειτουργία των κυττάρων στο σώμα. Αυτές μπορούν να ενισχύσουν την έκφραση μεσολαβητών που είναι χρήσιμοι για την επούλωση των οστών όπως TGF-β1 και BMP-2 (εικόνα).

Τα πορίσματα και των δύο ερευνών είναι ενθαρρυντικά, καθώς εγκαινιάζουν καινούργιους τρόπους προσέγγισης της ανάρρωσης δύσκολων περιπτώσεων τραυματισμών και μειώνουν σε σημαντικό βαθμό τα ιατρικά έξοδα.

Πηγές: https://theconversation.com/lab-studies-suggest-medicinal-plants-can-help-repair-human-bone-and-tissue-119011

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5512407/

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667099221000153

https://www.researchgate.net/publication/334141459_The_Potential_Role_of_Medicinal_Plants_in_Bone_Regeneration