Pesquisadores de Stanford encontram método para regenerar a cartilagem nas articulações através de células-tronco esqueléticas ativadas
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.
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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.
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Fontes:
Nature Medicine, publicação em 17 de agosto de 2020.
Stanford Medicine, notícia publicada em 17 de agosto de 2020.