Для миллионов людей, страдающих остеоартрозом, повседневная жизнь может быть связана с мучительным циклом боли и скованности. Хотя существующие методы лечения, такие как медицинские изделия, безрецептурные препараты или инъекции стероидов, могут временно притупить боль, они не останавливают деградацию сустава. Исследование Йельского университета, опубликованное в журнале Bioactive Materials, показало, что препарат лакосамид является высокоэффективным средством двойного назначения, которое облегчает боль в суставах и восстанавливает поврежденный хрящ при остеоартрозе, особенно когда специальный гидрогель доставляет препарат непосредственно в сустав.
Понимание остеоартроза
Остеоартроз обычно описывают как состояние, характеризующееся износом тканей, но это выражение чрезмерно упрощает сложный биологический процесс, который ученые стремятся лучше понять.
Внутри сустава специализированные клетки, называемые хондроцитами, постоянно балансируют между двумя противоположными задачами: построением нового хряща и разрушением старой ткани. Этот хрупкий баланс нарушается при наличии остеоартроза. Начинают преобладать разрушительные силы, и потеря хряща ускоряется до тех пор, пока кости не начинают тереться друг о друга. Со временем это прогрессирование может привести к необходимости хирургического вмешательства для реконструкции сустава, такого как полная замена коленного сустава.
«В лечении остеоартроза существует серьезная неудовлетворенная потребность, — говорит главный исследователь этого исследования и профессор ортопедии и реабилитации имени Чарльза В. Озе, доктор философии Чуан-Цзю Лю. — Нам нужны методы лечения, которые не просто маскируют боль, а действительно меняют ход болезни».
В настоящее время не существует одобренного в мире лекарства, которое могло бы одновременно остановить эту боль и предотвратить разрушение структурного хряща. Однако новое исследование, указывает на другую стратегию, которая могла бы одновременно защитить ткани сустава и уменьшить боль.
Благодаря перепрофилированию существующего лекарственного препарата и его доставке через высокотехнологичный «умный» гель, исследователи обнаружили способ потенциально защитить суставы и обеспечить длительное облегчение боли без необходимости применения вызывающих зависимость опиоидов.
Новая мишень внутри хрящевых клеток
Исследования Лю сосредоточены на конкретном белке под названием Nav 1.7, который функционирует как натриевый канал. Натриевые каналы действуют как микроскопические затворы на клеточных мембранах, помогая клеткам передавать электрические сигналы.
В течение многих лет ученые считали, что Nav 1.7 существует в основном в специализированных нервных клетках, передающих болевые сигналы в мозг. Недавние открытия Лю показали, что этот же канал очень активен и внутри клеток, поддерживающих хрящевую ткань, называемых хондроцитами.
В здоровом суставе Nav 1.7 остается относительно спокойным. Но в суставе, пораженном остеоартрозом, он становится сверхактивным. Эта сверхактивность действует как регулятор громкости, который выкручен слишком высоко, не только усиливая болевые сигналы, но и запуская процесс разрушения хондроцитами того самого хряща, который они должны защищать. Это открытие меняет представление исследователей об остеоартрозе, показывая, что Nav 1.7 является редкой мишенью двойного назначения, влияющей как на восприятие боли, так и на здоровье тканей.
«Когда происходит нарушение регуляции Nav1.7, это способствует как дегенерации суставов, так и боли», — говорит Лю. «Наши результаты показывают, что Nav1.7 является мишенью двойного действия. Блокируя этот единственный белок, мы потенциально можем успокоить болевые нервы и дать сигнал клеткам хряща не только прекратить разрушение, но и начать восстановление».
Перепрофилирование противоэпилептического препарата для восстановления суставов.
Вместо разработки нового препарата команда Лю провела оценку существующих ингибиторов натриевых каналов. Лакосамид оказывал сильное биологическое действие при гораздо более низких концентрациях и имел лучший профиль безопасности по сравнению со старыми препаратами своего класса.
В ходе лабораторных экспериментов Лю и его исследователи заметили интересное явление: дозировка лакосамида не подчинялась простому правилу «чем больше, тем лучше». При идеальной, низкой концентрации он прекрасно стимулировал клетки к выработке белков, необходимых для построения хрящевой ткани, и предотвращал её разрушение. Однако, если доза была слишком высокой или слишком низкой, лечебный эффект начинал исчезать.
«Это говорит о том, что система тонко настроена», — отмечает Лю. «Существует оптимальный диапазон, в котором препарат помогает восстановить баланс, не вызывая чрезмерной коррекции. Примечательно не только его эффективность, но и то, насколько мала необходимая доза».
При более детальном изучении защитного действия лакосамида на сустав исследователи обнаружили, что он влияет на клеточную коммуникацию, вызывая высвобождение двух полезных сигнальных белков: HSP70 и мидкина. Эти молекулы действуют как внутренние защитники сустава. HSP70 помогает клеткам восстанавливаться после стресса и способствует регенерации тканей, а мидкин помогает контролировать воспаление и защищать ткани сустава от дегенерации.
«Эти белки создают благоприятную среду для поддержания хрящевой ткани, — объясняет Лю. — Они позволяют действию препарата распространяться за пределы отдельных клеток и влиять на всю ткань».
Высокотехнологичная доставка геля продлевает период облегчения.
Хотя пероральные препараты оказались эффективными в доклинических испытаниях, они циркулируют по всему организму и могут вызывать нежелательные побочные эффекты. Чтобы избежать этого, исследователи изучили внутрисуставную инъекцию, вводя препарат иглой непосредственно в сустав.
Однако оставалась серьезная проблема. «Коленный сустав, который также является наиболее распространенным местом локализации остеоартроза, по своей природе действует как протекающее ведро», — говорит Лю. «Дренажная система организма может вывести жидкость, введенную в колено, в течение нескольких часов».
Для преодоления этого ограничения команда Лю разработала специальный гидрогель на основе коллагена II. Этот материал термочувствителен, то есть он остается жидким в холодном шприце, но затвердевает, превращаясь в прочное желеобразное вещество при контакте с теплом тела. Этот «умный» гель удерживает лекарство точно там, где это необходимо, медленно высвобождая его в течение нескольких недель.
«Гидрогель действует как локальный резервуар, — говорит Лю. — Он удерживает лекарство в том месте, где оно больше всего необходимо, и медленно высвобождает его с течением времени. Он превращает ежедневную таблетку в долговременное местное лечение, которое остается активным в течение месяца или дольше».
В тех же доклинических исследованиях однократная инъекция геля, содержащего лакосамид, каждые четыре недели оказалась более эффективной в предотвращении потери хрящевой ткани, чем ежедневный прием таблеток внутрь.
Более быстрый путь к клиническому применению
Поскольку лакосамид уже одобрен для применения у человека, путь к клиническим испытаниям на пациентах с остеоартрозом может быть намного быстрее, чем создание совершенно нового препарата.
Кроме того, в ходе клинических испытаний на людях уже было показано, что лакосамид помогает пациентам с определенными болевыми расстройствами, связанными с поражением нервной системы и вызванными мутациями гена Nav1.7, что дает исследователям высокую уверенность в том, что эти лабораторные результаты будут подтверждены на практике для облегчения боли у людей.
Это исследование также подчеркивает более масштабный сдвиг в медицинских исследованиях, сочетающий фармакологию с передовыми биоматериалами для изменения способов проведения лечения. Для пациентов это в конечном итоге может означать меньшее количество медицинских процедур, минимальные побочные эффекты и долговременную структурную защиту.
«Мы не просто разрабатываем метод лечения, — заключает Лю. — Мы разрабатываем систему, которая позволяет лекарству действовать более эффективно там, где это наиболее важно. Наша цель — выйти за рамки простого контроля симптомов и перейти к истинной модификации заболевания. Эти усилия приближают нас к этой реальности».
Источник: https://medicalxpress.com/
Ссылка на исследование: Chaopeng He, Guiwu Huang, Lida Moradi, Jingwei Bi, Xinyu Yang, Xin Liu, Xudong Cui, Arya Varthi, Daniel H. Wiznia, Stephen G. Waxman, Wenyu Fu, Chuan-Ju Liu, Collagen II hydrogel-mediated sustained delivery of lacosamide attenuates cartilage degeneration and pain in osteoarthritis, Bioactive Materials, Volume 61, 2026, Pages 640-656, ISSN 2452-199X, https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2026.02.045м. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X26001064)
