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Pesquisadores de Stanford encontram método para regenerar a cartilagem nas articulações através de células-tronco esqueléticas ativadas

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Pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Stanford descobriram uma maneira de regenerar, em ratos e tecidos humanos, a almofada de cartilagem1 encontrada nas articulações2.

A perda dessa camada de tecido3 escorregadia e absorvente de choque4, chamada cartilagem articular5, é responsável por muitos casos de dor nas articulações2 e artrite6, que atinge mais de 55 milhões de americanos. Quase 1 em cada 4 americanos adultos sofre de artrite6 e muitos mais sofrem de dores nas articulações2 e inflamação7 em geral.

Os pesquisadores de Stanford descobriram como fazer crescer a cartilagem articular5 novamente causando uma leve lesão8 ao tecido3 da articulação9 e, em seguida, usando sinais10 químicos para orientar o crescimento de células-tronco11 esqueléticas conforme as lesões12 cicatrizam. O trabalho foi publicado em 17 de agosto na revista Nature Medicine.

A osteoartrite13 (OA) é uma doença degenerativa14 que resulta na destruição irreversível e progressiva da cartilagem articular5. A etiologia15 da OA é complexa e envolve uma variedade de fatores, incluindo predisposição genética, lesão8 aguda e inflamação7 crônica.

Saiba mais sobre "Células-tronco11", "Osteoartrite13" e "Artrite6".

O trabalho desenvolvido se baseia em pesquisas anteriores em Stanford que resultaram no isolamento da célula-tronco16 do esqueleto17, uma célula18 que se autorrenova e também é responsável pela produção de osso, cartilagem1 e um tipo especial de célula18 que ajuda as células19 do sangue20 a se desenvolverem na medula óssea21.

Nesse estudo, investigou-se então a capacidade das populações de células-tronco11 esqueléticas (CTE) residentes em regenerar a cartilagem1 em relação à idade, um possível contribuinte para o desenvolvimento de osteoartrite13.

Demonstrou-se que o envelhecimento está associado à perda progressiva de CTEs e à diminuição da condrogênese nas articulações2 de camundongos e humanos. No entanto, uma expansão local de CTEs ainda pode ser desencadeada na superfície condral das articulações2 dos membros adultos em camundongos, estimulando uma resposta regenerativa usando cirurgia de microfratura (MF).

“A microfratura resulta no que é chamado de fibrocartilagem22, que na verdade é mais parecido com tecido3 cicatricial do que cartilagem1 natural”, disse o professor assistente de cirurgia Charles K.F. Chan, PhD. “Ela cobre o osso e é melhor do que nada, mas não tem o amortecimento e a elasticidade23 da cartilagem1 natural e tende a se degradar de forma relativamente rápida.”

Os pesquisadores sabiam que, à medida que o osso se desenvolve, as células19 devem primeiro passar por um estágio de cartilagem1 antes de se transformar em osso. Eles tiveram a ideia de que poderiam encorajar as células-tronco11 esqueléticas da articulação9 a iniciar um caminho para se tornarem osso, mas interromper o processo no estágio de cartilagem1.

Eles usaram uma molécula poderosa chamada proteína morfogenética óssea 2 (BMP2) para iniciar a formação óssea após a microfratura, mas pararam o processo no meio do caminho com uma molécula que bloqueou outra molécula sinalizadora importante na formação óssea, chamada fator de crescimento endotelial vascular24 (VEGF).

Dessa forma, embora as CTEs ativadas por MF tendam a formar tecidos fibrosos, a co-entrega localizada de BMP2 e VEGFR1 solúvel (sVEGFR1), um antagonista25 do receptor de VEGF, em hidrogel enviesou a diferenciação de CTEs ativadas por MF em direção à cartilagem articular5.

“O que acabamos conseguindo foi uma cartilagem1 feita do mesmo tipo de células19 da cartilagem1 natural com propriedades mecânicas comparáveis, ao contrário da fibrocartilagem22 que geralmente obtemos”, disse Chan. “Ela também restaurou a mobilidade de camundongos com osteoartrite13 e reduziu significativamente a dor”.

Estes dados indicam que após microfratura, uma população de células-tronco11 residente pode ser induzida a gerar cartilagem1 para o tratamento de doença condral localizada na osteoartrite13.

“A cartilagem1 tem potencial regenerativo praticamente zero na idade adulta, então, uma vez que é ferida ou desaparece, o que podemos fazer pelos pacientes tem sido muito limitado”, disse Chan. “É extremamente gratificante encontrar uma maneira de ajudar o corpo a regenerar este importante tecido3.”

O próximo estágio da pesquisa é conduzir experimentos semelhantes em animais maiores antes de iniciar os testes clínicos em humanos. Os pesquisadores apontam que, devido à dificuldade de trabalhar com articulações2 muito pequenas de camundongos, pode haver algumas melhorias no sistema que eles podem fazer à medida que passarem a trabalhar com articulações2 relativamente maiores.

Leia também sobre "Dor nas juntas" e "Dor articular: como agem as infiltrações articulares".

 

Fontes:
Nature Medicine, publicação em 17 de agosto de 2020.
Stanford Medicine, notícia publicada em 17 de agosto de 2020.

 

NEWS.MED.BR, 2020. Pesquisadores de Stanford encontram método para regenerar a cartilagem nas articulações através de células-tronco esqueléticas ativadas. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/1380923/pesquisadores-de-stanford-encontram-metodo-para-regenerar-a-cartilagem-nas-articulacoes-atraves-de-celulas-tronco-esqueleticas-ativadas.htm>. Acesso em: 27 nov. 2020.

Complementos

1 Cartilagem: Tecido resistente e flexível, de cor branca ou cinzenta, formado de grandes células inclusas em substância que apresenta tendência à calcificação e à ossificação.
2 Articulações:
3 Tecido: Conjunto de células de características semelhantes, organizadas em estruturas complexas para cumprir uma determinada função. Exemplo de tecido: o tecido ósseo encontra-se formado por osteócitos dispostos em uma matriz mineral para cumprir funções de sustentação.
4 Choque: 1. Estado de insuficiência circulatória a nível celular, produzido por hemorragias graves, sepse, reações alérgicas graves, etc. Pode ocasionar lesão celular irreversível se a hipóxia persistir por tempo suficiente. 2. Encontro violento, com impacto ou abalo brusco, entre dois corpos. Colisão ou concussão. 3. Perturbação brusca no equilíbrio mental ou emocional. Abalo psíquico devido a uma causa externa.
5 Cartilagem Articular:
6 Artrite: Inflamação de uma articulação, caracterizada por dor, aumento da temperatura, dificuldade de movimentação, inchaço e vermelhidão da área afetada.
7 Inflamação: Conjunto de processos que se desenvolvem em um tecido em resposta a uma agressão externa. Incluem fenômenos vasculares como vasodilatação, edema, desencadeamento da resposta imunológica, ativação do sistema de coagulação, etc.Quando se produz em um tecido superficial (pele, tecido celular subcutâneo) pode apresentar tumefação, aumento da temperatura local, coloração avermelhada e dor (tétrade de Celso, o cientista que primeiro descreveu as características clínicas da inflamação).
8 Lesão: 1. Ato ou efeito de lesar (-se). 2. Em medicina, ferimento ou traumatismo. 3. Em patologia, qualquer alteração patológica ou traumática de um tecido, especialmente quando acarreta perda de função de uma parte do corpo. Ou também, um dos pontos de manifestação de uma doença sistêmica. 4. Em termos jurídicos, prejuízo sofrido por uma das partes contratantes que dá mais do que recebe, em virtude de erros de apreciação ou devido a elementos circunstanciais. Ou também, em direito penal, ofensa, dano à integridade física de alguém.
9 Articulação: 1. Ponto de contato, de junção de duas partes do corpo ou de dois ou mais ossos. 2. Ponto de conexão entre dois órgãos ou segmentos de um mesmo órgão ou estrutura, que geralmente dá flexibilidade e facilita a separação das partes. 3. Ato ou efeito de articular-se. 4. Conjunto dos movimentos dos órgãos fonadores (articuladores) para a produção dos sons da linguagem.
10 Sinais: São alterações percebidas ou medidas por outra pessoa, geralmente um profissional de saúde, sem o relato ou comunicação do paciente. Por exemplo, uma ferida.
11 Células-tronco: São células primárias encontradas em todos os organismos multicelulares que retêm a habilidade de se renovar por meio da divisão celular mitótica e podem se diferenciar em uma vasta gama de tipos de células especializadas.
12 Lesões: 1. Ato ou efeito de lesar (-se). 2. Em medicina, ferimento ou traumatismo. 3. Em patologia, qualquer alteração patológica ou traumática de um tecido, especialmente quando acarreta perda de função de uma parte do corpo. Ou também, um dos pontos de manifestação de uma doença sistêmica. 4. Em termos jurídicos, prejuízo sofrido por uma das partes contratantes que dá mais do que recebe, em virtude de erros de apreciação ou devido a elementos circunstanciais. Ou também, em direito penal, ofensa, dano à integridade física de alguém.
13 Osteoartrite: Termo geral que se emprega para referir-se ao processo degenerativo da cartilagem articular, manifestado por dor ao movimento, derrame articular, etc. Também denominado artrose.
14 Degenerativa: Relativa a ou que provoca degeneração.
15 Etiologia: 1. Ramo do conhecimento cujo objeto é a pesquisa e a determinação das causas e origens de um determinado fenômeno. 2. Estudo das causas das doenças.
16 Célula-tronco: São células primárias encontradas em todos os organismos multicelulares que retêm a habilidade de se renovar por meio da divisão celular mitótica e podem se diferenciar em uma vasta gama de tipos de células especializadas.
17 Esqueleto:
18 Célula: Unidade funcional básica de todo tecido, capaz de se duplicar (porém algumas células muito especializadas, como os neurônios, não conseguem se duplicar), trocar substâncias com o meio externo à célula, etc. Possui subestruturas (organelas) distintas como núcleo, parede celular, membrana celular, mitocôndrias, etc. que são as responsáveis pela sobrevivência da mesma.
19 Células: Unidades (ou subunidades) funcionais e estruturais fundamentais dos organismos vivos. São compostas de CITOPLASMA (com várias ORGANELAS) e limitadas por uma MEMBRANA CELULAR.
20 Sangue: O sangue é uma substância líquida que circula pelas artérias e veias do organismo. Em um adulto sadio, cerca de 45% do volume de seu sangue é composto por células (a maioria glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas). O sangue é vermelho brilhante, quando oxigenado nos pulmões (nos alvéolos pulmonares). Ele adquire uma tonalidade mais azulada, quando perde seu oxigênio, através das veias e dos pequenos vasos denominados capilares.
21 Medula Óssea: Tecido mole que preenche as cavidades dos ossos. A medula óssea apresenta-se de dois tipos, amarela e vermelha. A medula amarela é encontrada em cavidades grandes de ossos grandes e consiste em sua grande maioria de células adiposas e umas poucas células sangüíneas primitivas. A medula vermelha é um tecido hematopoiético e é o sítio de produção de eritrócitos e leucócitos granulares. A medula óssea é constituída de um rede, em forma de treliça, de tecido conjuntivo, contendo fibras ramificadas e preenchida por células medulares.
22 Fibrocartilagem: Tipo de CARTILAGEM cuja matriz contém grandes feixes de COLÁGENO TIPO I. A fibrocartilagem é tipicamente encontrada no DISCO INTERVERTEBRAL, SÍNFISE PÚBICA, MENISCO TIBIAL e nos discos articulares das ARTICULAÇÕES sinoviais. (Tradução livre do original
23 Elasticidade: 1. Propriedade de um corpo sofrer deformação, quando submetido à tração, e retornar parcial ou totalmente à forma original. 2. Flexibilidade, agilidade física. 3. Ausência de senso moral.
24 Vascular: Relativo aos vasos sanguíneos do organismo.
25 Antagonista: 1. Opositor. 2. Adversário. 3. Em anatomia geral, que ou o que, numa mesma região anatômica ou função fisiológica, trabalha em sentido contrário (diz-se de músculo). 4. Em medicina, que realiza movimento contrário ou oposto a outro (diz-se de músculo). 5. Em farmácia, que ou o que tende a anular a ação de outro agente (diz-se de agente, medicamento etc.). Agem como bloqueadores de receptores. 6. Em odontologia, que se articula em oposição (diz-se de ou qualquer dente em relação ao da maxila oposta).
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