Celulele stem elusive oferă indicii pentru tratamentul stenozelor spinării lombare
Cercetătorii de la Weill Cornell Medicine și Hospital for Special Surgery au descoperit celulele stem – celule nespecializate care pot evolua în tipuri specifice de celule – care dau naștere tendoanelor și ligamentelor din corp, țesuturile care leagă mușchii de oase.
De asemenea, au constatat că atunci când aceste celule stem devin hiperactive în partea inferioară a coloanei vertebrale, contribuie la stenoză spinală lombară. Această afecțiune afectează aproximativ 103 milioane de oameni la nivel mondial și implică lărgirea ligamentelor care pot restrânge canalul spinal și comprima nervii, provocând durere, amorțeală și dificultăți în mers.
Studiul, publicat pe 7 septembrie în revista Cell, sugerează că terapiile care vizează aceste celule stem ar putea duce la opțiuni noi de tratament pentru pacienți, inclusiv o clasă de medicamente utilizate în prezent pentru gestionarea hipertensiunii arteriale.
În timp ce studiile anterioare au propus mai multe celule stem candidate, niciuna nu a demonstrat în mod definit că o singură populație celulară poate atât să se auto-reînnoiască, cât și să genereze întreaga gamă de tipuri de celule ale tendoanelor și ligamentelor.
Dr. Matthew Greenblatt, coautor corespunzător și cercetător Rohr Family Research Scholar, a afirmat că a fost bine pregătit pentru a conduce căutarea. În 2018, el și colegii săi au localizat celula stem care inițiază repararea fracturilor în stratul exterior al osului. Ulterior, au identificat celulele stem care formează craniul și coloana vertebrală.
În contrast cu osul, tendoanele și ligamentele sunt țesuturi relativ uniforme, cu celule asemănătoare fibroblastelor, care sunt greu de distins între ele. Drept urmare, găsirea unei populații de celule stem autentice pentru tendoane și ligamente a fost o provocare.
„Am analizat mii de celule individuale și le-am sortat în tipuri celulare individuale. Apoi, am identificat care dintre acestea avea proprietățile asociate cu „stemness””, a declarat Dr. Greenblatt. Cu alte cuvinte, au căutat populația rară de celule capabile să se reînnoiască continuu și să producă celulele mature necesare pentru construirea și menținerea acestor țesuturi. Studiind șoareci, cercetătorii au localizat celulele stem într-o nișă anatomică specializată din țesutul tendinos și ligamentar, care servește drept rezervor pentru creștere și reparare.
Caracterizarea celulei stem la șoareci a ajutat echipa să localizeze un echivalent uman în probele de ligament pe care Dr. Iyer le-a îndepărtat de la pacienți în timpul intervențiilor chirurgicale, cu consimțământ informat. Echipa – care a inclus-o pe Dr. Lingling Hu, primul autor și cercetător post-doctorat în laboratoarele Dr. Greenblatt și Dr. Iyer – a confirmat că celulele stem umane pot atât să se auto-reînnoiască, cât și să producă celule de ligament, demonstrând relevanța clinică.
Mai mult, au stabilit că aceste celule stem nu sunt restricționate doar la coloană. „Am examinat ligamentul rotulei; am studiat tendonul lui Ahile; și peste tot unde ne-am uitat, am găsit această celulă”, a spus Dr. Greenblatt. „Așadar, credem că aceasta este celula stem universală pentru tendoane și ligamente din întregul corp.”
Pentru a verifica dacă aceste celule sunt responsabile de stenoză spinală lombară, cercetătorii au comparat celulele stem obținute de la indivizi cu stenoză spinală lombară cu cele izolate din ligamentele spinării îndepărtate de la persoane cu discuri herniate și fără semne de stenoză. Pacienții au oferit consimțământ informat înainte de operație.
Cercetătorii au detectat un număr mai mare de celule stem în ligamentele prelevate de la persoanele cu stenoză. Când aceste celule provenite din stenoză au fost transplantate în șoareci, ele au produs mai multe celule de tendon decât celulele stem sănătoase. „Deși stenoză spinală este o afecțiune complexă, acest lucru ne-a arătat că aceste celule contribuie la patologie”, a declarat Dr. Greenblatt.
La nivel molecular, celulele stem asociate cu stenoză au arătat niveluri mai mari de semnalizare a calciului decât omologii lor sănătoși. De fapt, cercetătorii au putut provoca o creștere excesivă a țesutului prin creșterea semnalizării calciului în celulele stem din ligamentele sănătoase, utilizând manipulări genetice.
La fel de important, echipa a demonstrat că restricționarea semnalizării calciului a blocat creșterea celulară într-un model pe șoareci al stenozelor spinării lombare. Acest lucru ar putea indica faptul că blocantele canalelor de calciu, utilizate în prezent pentru a trata hipertensiunea arterială, ar putea fi reutilizate pentru a trata stenoză spinală, dar studii clinice vor fi necesare pentru a explora această direcție.
„Aceasta este probabil prima lucrare care a arătat o potențială țintă terapeutică pentru una dintre cele mai comune afecțiuni ale coloanei vertebrale din lume”, a spus Dr. Iyer.
Peste stenoză spinală lombară, Dr. Greenblatt speră să exploreze rolul acestor celule stem în alte afecțiuni, cum ar fi sindromul Marfan, o boală genetică care afectează țesuturile conjunctive ale corpului.
Aceaste descoperiri ar putea, de asemenea, să ajute în cele din urmă cercetătorii să găsească tratamente pentru tendoane și ligamente care se vindecă greu după leziuni, inclusiv rupturi ale manșetei rotatorii, leziuni ale tendonului lui Ahile, reconstrucții ligamentare și degenerare cronică a tendoanelor.
„Având în vedere că această celulă pare a fi originea finală a tuturor celulelor tendinoase și ligamentare, defectele în această celulă sunt probabil la baza unei game largi de afecțiuni ale tendoanelor și ligamentelor”, a declarat Dr. Greenblatt.
