Urmărirea nervilor senzoriali după leziuni ale cartilajului de creștere poate sprijini vindecarea
Cu sprijinul fondurilor de la Institutele Naționale de Sănătate, cercetătorii de la Johns Hopkins Medicine, conduși de patologul Aaron W. James, M.D., Ph.D., au descoperit anterior că neuronii senzoriali din țesutul osos sunt în permanență în contact cu mediul înconjurător și răspund rapid la leziuni.
În cadrul unui nou studiu publicat în Science Translational Medicine, aceștia descriu modul în care această reacție afectează profund plăcile de creștere, cartilajul moale de la capătul oaselor copiilor, care susține dezvoltarea normală, și cum răspunde la tratamentele țintite pe șoareci.
După o leziune a plăcii de creștere, o invazie rapidă de fibre nervoase și vase de sânge declanșează formarea unei structuri rigide asemănătoare osului, denumită „bară osoasă”, care poate împiedica recuperarea și duce la creșterea anormală a osului. Cercetătorii au descoperit că inhibarea neuronilor senzoriali TrkA+ cu bupivacaină, un anestezic aprobat de FDA, a redus această creștere anormală cu până la 60%.
„Aceste descoperiri sugerează că sistemul nervos somatosenzorial nu doar că percepe durerea după o leziune a plăcii de creștere, ci răspunde activ pentru a orchestra un răspuns de vindecare”, afirmă James, investigatorul principal al laboratorului James. „Acest studiu de dovadă de concept ne va apropia de a vedea dacă țintirea terapeutică a acestor neuroni poate oferi beneficii clinice pentru pacienți.”
Până la 30% dintre leziunile scheletice la copii afectează plăcile de creștere. Căderile majore, accidentele auto și leziunile sportive sunt cauzele principale. Din fericire, majoritatea copiilor se recuperează. Totuși, în unele cazuri, o leziune a plăcii de creștere poate duce la deformități pe termen lung, cum ar fi un picior mai lung decât altul, necesitând intervenție chirurgicală.
Cercetările continue în legătură cu această patologie sunt dedicate înțelegerii semnalelor moleculare transmise între nervi și celulele scheletice. În acest context, investigatorii de la laboratorul James au descoperit că neuronii senzoriali trimit semnale pentru a lansa această creștere anormală a osului prin semnalizarea pleiotrofinei (PTN). Pentru a studia efectele inhibării acestui mecanism, au administrat bupivacaină pe șoareci cu fracturi osoase și au comparat această reacție cu grupurile de control care nu au primit tratamentul.
Anestezicul a fost administrat de două ori pe săptămână, iar cercetătorii au evaluat rezultatele după o săptămână și după șase săptămâni. Prin diverse analize, cercetătorii au constatat că inhibarea neuronilor senzoriali TrkA+ cu blocantul nervos a redus creșterea bruscă a osului în cartilaj cu până la 60% la șoareci cu fracturi osoase după șase săptămâni, comparativ cu grupurile de control.
De asemenea, au observat mecanisme paralele în probele de țesut uman, care au fost oferite de persoane care au suferit intervenții chirurgicale pentru leziuni ale plăcilor de creștere. Prin investigații suplimentare cu șoareci, care au inclus evaluarea mecanismelor subiacente prin analiza secvențierii RNA la nivel de celulă unică, cercetătorii au observat peste 300 de gene care au fost reglate pozitiv sau negativ ca răspuns la modificările nervoase, implicând calea PTN, care nu fusese studiată anterior, fiind implicată în interacțiunile nervoase-osoase.
În general, au descoperit că blocantul nervos a ajutat la prevenirea sau reducerea exprimării genelor care determină organismul să regenereze sau să construiască nervi, vase de sânge și oase.
„Din ce în ce mai mult, grupul nostru și altele au sugerat – prin utilizarea modelelor experimentale și a corelațiilor clinice – că nervii senzoriali joacă un rol esențial în reglementarea patobiologiei scheletice”, afirmă James. „Speranțele noastre sunt să identificăm fundamentele mecanistice ale acestor interacțiuni, cum ar fi în placa de creștere, și să valorificăm terapiile țintite pentru a îmbunătăți gestionarea durerii și a preveni repararea anormală a plăcii de creștere.”
James și cercetătorii adaugă că studiul oferă și noi direcții pentru cercetare. De exemplu, cartilajul plăcii de creștere (la bază) nu conține fibre nervoase și vase de sânge. Mecanismele subiacente care înconjoară această structură și modul în care placa de creștere respinge neuronii sunt insuficient studiate. În plus, majoritatea patologiilor scheletice sunt dureroase. Deși acest studiu se concentrează pe traume ortopedice, patologiile infecțioase și neoplazice comune ale scheletului sunt de asemenea caracterizate prin durerea osoasă. Pașii viitori pentru cercetare pot viza, de asemenea, înțelegerea dacă aceste patologii pot fi reglate în aval de sistemul nervos senzorial.
