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 cartilagem encontrada nas articulações.

A perda dessa camada de tecido escorregadia e absorvente de choque, chamada cartilagem articular, é responsável por muitos casos de dor nas articulações e artrite, que atinge mais de 55 milhões de americanos. Quase 1 em cada 4 americanos adultos sofre de artrite e muitos mais sofrem de dores nas articulações e inflamação em geral.

Os pesquisadores de Stanford descobriram como fazer crescer a cartilagem articular novamente causando uma leve lesão ao tecido da articulação e, em seguida, usando sinais químicos para orientar o crescimento de células-tronco esqueléticas conforme as lesões cicatrizam. O trabalho foi publicado em 17 de agosto na revista Nature Medicine.

A osteoartrite (OA) é uma doença degenerativa que resulta na destruição irreversível e progressiva da cartilagem articular. A etiologia da OA é complexa e envolve uma variedade de fatores, incluindo predisposição genética, lesão aguda e inflamação crônica.

Saiba mais sobre "Células-tronco", "Osteoartrite" e "Artrite".

O trabalho desenvolvido se baseia em pesquisas anteriores em Stanford que resultaram no isolamento da célula-tronco do esqueleto, uma célula que se autorrenova e também é responsável pela produção de osso, cartilagem e um tipo especial de célula que ajuda as células do sangue a se desenvolverem na medula óssea.

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

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

“A microfratura resulta no que é chamado de fibrocartilagem, que na verdade é mais parecido com tecido cicatricial do que cartilagem 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 elasticidade da cartilagem natural e tende a se degradar de forma relativamente rápida.”

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

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 vascular (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 antagonista do receptor de VEGF, em hidrogel enviesou a diferenciação de CTEs ativadas por MF em direção à cartilagem articular.

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

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

“A cartilagem 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 tecido.”

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 articulações muito pequenas de camundongos, pode haver algumas melhorias no sistema que eles podem fazer à medida que passarem a trabalhar com articulações 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.