Регенерация кости остаётся сложной задачей в тканевой инженерии из-за непредсказуемых результатов, ограничивающих клиническое применение. Современные методы не учитывают ключевые факторы, такие как индивидуальные различия между донорами и биологический пол, хотя они значительно влияют на заживление переломов. Особенно малоизученными остаются:

• Переход от хрящевой ткани к костной.
• Отсутствие надёжных биомаркеров для прогнозирования успешной регенерации.
• Влияние пола и возраста, особенно у молодых пациентов (25–45 лет).

Новое исследование: органоиды костной мозоли и половые различия

В работе, опубликованной в Bone Research (DOI: 10.1038/s41413-025-00418-z), учёные из Лёвенского католического университета и их международные коллеги исследовали органоиды, выращенные из клеток надкостницы человека. Они сравнили образцы от доноров мужского и женского пола, проанализировав:

• Внеклеточный матрикс (состав и структура).
• Транскриптомы (активность генов).
• Секретируемые белки (биомаркеры регенерации).

Ключевые различия между мужскими и женскими органоидами

Мужские органоиды формировали гипертрофический хрящ (HyC) – крупные, богатые гликозаминогликанами и коллагеном II структуры.

Женские органоиды образовывали фиброзный хрящ (FiC) – более плотные ткани без признаков гипертрофии.

Разная скорость регенерации: мужские клетки быстрее размножались и производили больше матрикса.

Несмотря на различия, оба типа органоидов успешно восстанавливали кость у мышей, хотя мужские образцы давали больший объём новой ткани.

Биомаркеры для прогнозирования регенерации

Исследователи выделили 84 белка, общих для успешного перехода хряща в кость, включая:

• Агрин (AGRIN) – важен для стабилизации матрикса.
• Остеопонтин (SPP1) – участвует в минерализации.
• ANGPL4, NPP2, BMP1 – регулируют ангиогенез и ремоделирование кости.

Эти белки могут стать основой для неинвазивного контроля качества имплантатов.

Клинические перспективы

Профессор Иоаннис Папантониу отмечает:

«Понимание полозависимых механизмов регенерации позволит создавать персонализированные имплантаты. Биомаркеры упростят контроль качества и снизят стоимость терапии».

Будущие направления

• Тестирование биомаркеров на крупных животных.
• Изучение влияния гормонов на регенерацию.
• Разработка полоспецифичных методов лечения.

Это исследование открывает путь к точной медицине в травматологии и ортопедии, особенно для молодых пациентов с несрастающимися переломами.
Источник