Pesquisadores encontram método para regenerar cartilagem nas juntas

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Raio-x joelhos

Pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford descobriram uma maneira de regenerar, em ratos e tecido humano, a almofada de cartilagem encontrada nas articulações.

A perda desta camada de tecido escorregadio e amortecedor, chamada cartilagem articular, é responsável por muitos casos de dor e artrite articular, que aflige mais de 55 milhões de americanos. Quase um em cada quatro americanos adultos sofre de artrite, e muito mais são sobrecarregados pela dor e inflamação das articulações em geral.

Os pesquisadores de Stanford descobriram como regenerar a cartilagem articular, primeiro causando lesões leves no tecido articular, depois usando sinais químicos para orientar o crescimento das células-tronco esqueléticas à medida que as lesões cicatrizam. O trabalho foi publicado no dia 17 de agosto na revista Nature Medicine.

“A cartilagem tem praticamente zero potencial regenerativo na vida adulta, portanto, uma vez lesionada ou desaparecida, o que podemos fazer pelos pacientes tem sido muito limitado”, disse o professor assistente de cirurgia Charles K.F. Chan, Ph.D. “É extremamente gratificante encontrar uma forma de ajudar o corpo a rebrotar este importante tecido”.

O trabalho se baseia em pesquisas anteriores em Stanford que resultaram no isolamento da célula-tronco esquelética, uma célula auto-renovável que também é responsável pela produção de osso, cartilagem e um tipo especial de célula que ajuda as células sanguíneas a se desenvolverem na medula óssea. As novas pesquisas, como as descobertas anteriores de células-tronco esqueléticas de camundongos e humanos, foram realizadas principalmente nos laboratórios de Chan e do professor de cirurgia Michael Longaker, MD.

A cartilagem articular é um tecido complexo e especializado que fornece uma almofada flexível e elástica entre os ossos nas articulações. Quando esta cartilagem é danificada por traumas, doenças ou simplesmente magros com a idade, os ossos podem esfregar diretamente uns contra os outros, causando dor e inflamação, o que pode eventualmente resultar em artrite.

A cartilagem danificada pode ser tratada através de uma técnica chamada microfratura, na qual pequenos furos são feitos na superfície de uma articulação. A técnica de microfractura leva o corpo a criar um novo tecido na articulação, mas o novo tecido não é muito parecido com a cartilagem.

“A microfratura resulta no que é chamado de fibrocartilagem, que é realmente mais parecido com tecido cicatricial do que cartilagem natural”, disse Chan. “Ela cobre o osso e é melhor do que nada, mas não tem o ressalto e a elasticidade da cartilagem natural, e tende a se degradar relativamente rápido”.

A pesquisa mais recente surgiu, em parte, através do trabalho do cirurgião Matthew Murphy, Ph.D., um pesquisador visitante em Stanford, que agora está na Universidade de Manchester. “Nunca senti que alguém realmente entendesse como a microfractura realmente funcionava”, disse Murphy. “Eu percebi que a única maneira de entender o processo era olhar o que as células-tronco estão fazendo após a microfractura”. Murphy é o autor principal do artigo. Chan e Longaker são co-autores sênior.

Durante muito tempo, disse Chan, as pessoas assumiram que a cartilagem adulta não se regenerava após uma lesão, porque o tecido não tinha muitas células-tronco esqueléticas que pudessem ser ativadas. Trabalhando em um modelo de rato, a equipe documentou que a microfractura ativou as células-tronco esqueléticas. Deixadas a seu próprio critério, no entanto, essas células-tronco esqueléticas ativadas regeneraram a fibrocartilagem na articulação.

Mas e se o processo de cura após a microfractura pudesse ser direcionado para o desenvolvimento da cartilagem e afastado da fibrocartilagem? Os pesquisadores sabiam que à medida que o osso se desenvolve, as células devem primeiro passar por uma etapa de cartilagem antes de se transformarem em osso. Eles tinham a idéia de que poderiam encorajar as células-tronco esqueléticas da articulação a começar por um caminho em direção ao osso, mas parar o processo na fase de cartilagem.

Os pesquisadores usaram uma poderosa molécula chamada proteína morfogenética óssea 2 (BMP2) para iniciar a formação óssea após a microfractura, mas depois pararam o processo a meio caminho com uma molécula que bloqueou outra molécula de sinalização importante na formação óssea, chamada fator de crescimento endotelial vascular (VEGF).

“O que acabamos tendo foi cartilagem que é feita do mesmo tipo de células que a cartilagem natural com propriedades mecânicas comparáveis, ao contrário da fibrocartilagem que costumamos obter”, disse Chan. “Ela também restaurou a mobilidade dos ratos osteoartríticos e reduziu significativamente sua dor”.

Como prova de princípio de que isto também poderia funcionar em humanos, os pesquisadores transferiram tecido humano para ratos que foram criados para não rejeitar o tecido, e foram capazes de mostrar que as células-tronco esqueléticas humanas poderiam ser direcionadas para o desenvolvimento ósseo, mas paradas na fase de cartilagem.

O próximo estágio da pesquisa é conduzir experimentos similares em animais maiores antes de iniciar os experimentos clínicos em humanos. Murphy aponta que devido à dificuldade de trabalhar com articulações muito pequenas de ratos, pode haver algumas melhorias no sistema que eles poderiam fazer ao se moverem para articulações relativamente maiores.

Os primeiros ensaios clínicos em humanos podem ser para pessoas que têm artrite nos dedos das mãos e dos pés. “Poderíamos começar com articulações pequenas e, se isso funcionasse, passaríamos para articulações maiores como os joelhos”, diz Murphy. “Neste momento, uma das cirurgias mais comuns para artrite nos dedos é ter o osso na base do polegar removido”. Nesses casos, podemos tentar salvar a articulação, e se não funcionar, apenas retiramos o osso como teríamos feito de qualquer maneira”. Há um grande potencial de melhoria, e o lado negativo é que voltaríamos ao ponto em que estávamos antes”.

Longaker ressalta que uma vantagem de sua descoberta é que os principais componentes de uma terapia potencial são aprovados como seguros e eficazes pela FDA. “O BMP2 já foi aprovado para ajudar na cura óssea, e os inibidores VEGF já são usados como terapias anticancerígenas”, disse Longaker. “Isto ajudaria a acelerar a aprovação de qualquer terapia que desenvolvemos”.

A cirurgia de substituição das articulações revolucionou a forma como os médicos tratam a artrite e é muito comum: aos 80 anos de idade, uma em cada 10 pessoas terá uma prótese de quadril e uma em cada 20 terá um joelho substituído. Mas tal substituição articular é extremamente invasiva, tem um tempo de vida limitado e é realizada somente após a artrite atingir e os pacientes sofrerem dores duradouras. Os pesquisadores dizem que podem prever uma época em que as pessoas sejam capazes de evitar a artrite em primeiro lugar, rejuvenescendo sua cartilagem nas articulações antes que ela seja gravemente degradada.

“Uma idéia é seguir um modelo ‘Jiffy Lube’ de reposição de cartilagem”, disse Longaker. “Você não espera por danos para acumular – você entra periodicamente e usa esta técnica para impulsionar sua cartilagem articular antes de ter um problema”.

Fonte:

Researchers find method to regrow cartilage in the joints

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