„`html
Cercetătorii de la Stanford au descoperit o metodă de regenerare a cartilajului pentru a opri artrita
Cercetătorii au identificat o metodă de restaurare a cartilajului în articulațiile genunchilor îmbătrânite, cel puțin în cazul șoarecilor, prin blocarea unei proteine ale cărei niveluri cresc odată cu vârsta.
Această abordare nu doar că a inversat pierderea naturală de cartilaj în animale mai în vârstă, dar a protejat și șoarecii de dezvoltarea artritei după leziuni la genunchi, similare cu cele ale rupturilor de ligament încrucișat anterior (ACL) la oameni.
Rezultatele au arătat de asemenea promisiuni în țesuturile umane. Probe de cartilaj colectate în timpul intervențiilor chirurgicale de înlocuire a genunchiului au răspuns la tratament prin începutul producției de cartilaj nou și funcțional.
Împreună, aceste descoperiri sugerează că cartilajul deteriorat de îmbătrânire sau artrită ar putea fi mai capabil de reparare decât s-a crezut anterior. Dacă strategia funcționează și la oameni, cercetătorii cred că ar putea conduce la un medicament oral sau o injecție care regenerează cartilajul și reduce necesitatea intervențiilor chirurgicale de înlocuire a genunchiului sau șoldului.
Țintind daunele cauzate de osteoartrită
Osteoartrita este o boală degenerativă a articulațiilor, în care cartilajul se descompune treptat, lăsând articulațiile dureroase, umflate și din ce în ce mai greu de mișcat. Aceasta afectează aproximativ una din cinci persoane adulte din Statele Unite și se estimează că generează aproximativ 65 de miliarde de dolari în costuri directe de îngrijire medicală anual.
Tratamentele actuale se concentrează în principal pe controlul durerii și altor simptome. Odată ce boala devine severă, înlocuirea chirurgicală a articulației afectate poate fi singura opțiune rămasă. În prezent, nu există un medicament care să poată încetini sau inversa în mod fiabil osteoartrita însăși.
Studiul condus de Stanford Medicine s-a concentrat pe o proteină numită 15-PGDH, descrisă de cercetători ca un gerozim, un termen folosit pentru enzimele care devin mai abundente odată cu înaintarea în vârstă și contribuie la pierderea treptată a funcției țesutului.
Lucrări anterioare efectuate de același grup au arătat că 15-PGDH acționează ca un regulator important al îmbătrânirii în multiple țesuturi. Blocarea proteinei cu o moleculă mică a crescut masa musculară și rezistența în șoarecii în vârstă. Creșterea 15-PGDH în animale tinere a dus la micșorarea și slăbirea mușchilor. Această proteină a fost de asemenea asociată cu regenerarea oaselor, nervilor și celulelor sanguine.
În multe dintre aceste țesuturi, vindecarea depinde de multiplicarea celulelor stem specifice țesutului și dezvoltarea lor în celule specializate. Cartilajul s-a dovedit a se comporta diferit. În loc să depindă de celule stem, celulele de cartilaj existente, numite condrocite, și-au schimbat modelele de activitate genică și au trecut la o stare mai tânără.
„Aceasta este o nouă modalitate de regenerare a țesutului adult și are o promisiune clinică semnificativă pentru tratarea artritei cauzate de îmbătrânire sau leziuni”, a declarat Helen Blau. „Căutam celule stem, dar ele nu sunt implicate. Este foarte interesant.”
Blau, care conduce Laboratorul Baxter pentru Biologia Celulelor Stem, și Nidhi Bhutani sunt autorii seniori ai cercetării, publicate în Science. Mamta Singla și fostul cercetător postdoctoral Yu Xin (Will) Wang sunt autorii principali ai studiului. Wang este acum profesor asistent la Sanford Burnham Institute din San Diego.
„Regenerare dramatică” a cartilajului
„Milioane de oameni suferă de dureri și umflături articulare pe măsură ce îmbătrânesc”, a spus Bhutani. „Este o nevoie medicală enormă neîndeplinită. Până acum, nu a existat un medicament care să trateze direct cauza pierderii de cartilaj. Dar acest inhibitor de gerozim cauzează o regenerare dramatică a cartilajului, mai mare decât cea raportată în urma oricărui alt medicament sau intervenție.”
Cartilajul nu este uniform. Corpul uman conține trei tipuri majore, fiecare fiind proiectat pentru un rol diferit.
Cartilajul elastic este moale și flexibil, ajutând la formarea unor structuri precum urechea exterioară. Cartilajul fibrocartilaginos este mai dur și mai potrivit pentru absorbția forței, fiind prezent în zonele dintre vertebrele coloanei vertebrale. Cartilajul hialin este neted și alunecos, permițând oaselor să se miște unele împotriva altora cu foarte puțin frecare în articulațiile precum gleznele, șoldurile, umerii și părțile genunchiului.
În articulații, cartilajul hialin este cunoscut și sub numele de cartilaj articular. Acesta este tipul cel mai frecvent deteriorat de osteoartrită.
Osteoartrita poate apărea pe măsură ce articulațiile sunt supuse stresului din cauza îmbătrânirii, leziunilor sau obezității. Condrocitele încep să producă molecule inflamatorii, în timp ce descompun colagenul, o proteină structurală care conferă cartilajului mare parte din forța sa.
Pe măsură ce colagenul dispare, cartilajul devine mai subțire și mai moale. Inflamația adaugă umflătură și durere, creând simptomele familiare ale osteoartritei.
Problema este că cartilajul articular are, în mod normal, o capacitate foarte mică de a se repara singur. Cercetătorii au identificat posibile celule stem sau progenitoare capabile să formeze cartilaj în os, dar eforturile de a găsi populații celulare similare în interiorul cartilajului articular nu au avut succes.
O proteină îmbătrânită devine o țintă
Cercetările anterioare din laboratorul lui Blau au descoperit că o moleculă numită prostaglandină E2 este importantă pentru funcția celulelor stem musculare. Proteina 15-PGDH descompune prostaglandina E2.
Blocarea 15-PGDH, sau creșterea nivelurilor de prostaglandină E2, s-a dovedit a sprijini regenerarea în celulele musculare, nervoase, osoase, colon, ficat și celule sanguine deteriorate la șoarecii tineri.
Aceasta a ridicat o întrebare importantă pentru Blau, Bhutani și colegii lor: Ar putea aceeași cale biologică să contribuie la deteriorarea cartilajului pe măsură ce animalele îmbătrânesc sau se recuperează după o leziune?
Cercetătorii au comparat nivelurile de 15-PGDH în cartilajul genunchiului de la șoareci tineri și bătrâni. Au descoperit că cantitatea de gerozim s-a dublat odată cu vârsta.
Apoi, au administrat animalelor mai în vârstă un medicament sub formă de moleculă mică, destinat
