Pesquisadores encontram método para regenerar cartilagem de articulações

Se preferir, vá direto ao ponto Esconder

1. Estudo em laboratório mostra que células-tronco são capazes de alterar processo de regeneração da cartilagem, promovendo melhorias significativas

2. Veja também:

Estudo em laboratório mostra que células-tronco são capazes de alterar processo de regeneração da cartilagem, promovendo melhorias significativas

Imagem de Harlie Raethel no Unsplash

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

A perda dessa camada de tecido escorregadia e que absorve os choques, chamada cartilagem articular, é responsável por muitos casos de dor nas articulações e artrite, problemas que atingem mais de 55 milhões de norte-americanos. Quase um em cada quatro norte-americanos adultos sofre de artrite – e muitos mais sofrem de dores nas articulações e inflamação em geral.

Os pesquisadores de Stanford descobriram um método capaz de fazer a cartilagem articular crescer 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 esta semana na revista Nature Medicine.

“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 o professor assistente de cirurgia Charles KF Chan. “É extremamente gratificante encontrar uma maneira de ajudar o corpo a regenerar este importante tecido.”

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

A cartilagem articular é um tecido complexo e especializado que fornece uma espécie de almofada lisa e elástica nas articulações entre os ossos. Quando essa cartilagem é danificada por trauma, doença ou simplesmente afina com a idade, os ossos podem se esfregar diretamente uns nos outros, causando dor e inflamação, o que pode resultar em artrite.

Atualmente, a cartilagem danificada pode ser tratada por meio de uma técnica chamada microfratura, na qual pequenos orifícios são feitos na superfície de uma articulação. A técnica de microfratura faz com que o corpo crie um novo tecido na articulação, mas o novo tecido não se parece muito com a cartilagem.

“A microfratura resulta no que é chamado de fibrocartilagem, que na verdade é mais parecido com tecido cicatricial do que com cartilagem natural”, explica Chan. “Esse tecido cobre o osso e é melhor do que nada, mas não tem o salto e a elasticidade da cartilagem natural e tende a se degradar com relativa rapidez.”

A pesquisa mais recente surgiu, em parte, por meio do trabalho do cirurgião Matthew Murphy, pesquisador visitante em Stanford que agora está na Universidade de Manchester. “Nunca achei que alguém realmente seria capaz de entender como a microfratura funciona”, disse Murphy. “Percebi que a única maneira de entender o processo era observar o que as células-tronco estão fazendo após a microfratura.” Murphy é o autor principal do artigo, do qual Chan e Longaker são co-autores.

Por muito tempo, disse Chan, as pessoas presumiram que a cartilagem adulta não se regenerava após a lesão porque o tecido não tinha muitas células-tronco esqueléticas que pudessem ser ativadas. Trabalhando em um modelo com ratos, a equipe documentou que a microfratura ativou as células-tronco esqueléticas. Deixadas por conta própria, no entanto, essas células-tronco esqueléticas ativadas regeneraram fibrocartilagem na articulação.

Mas e se, depois da microfratura, o processo de regeneração pudesse ser direcionado para o desenvolvimento da cartilagem e para longe da fibrocartilagem? 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.

Os pesquisadores 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).

“No final, acabamos com uma cartilagem feita do mesmo tipo de células da cartilagem natural e com propriedades mecânicas comparáveis, ao contrário da fibrocartilagem que geralmente obtemos”, explica Chan. “O experimento também restaurou a mobilidade de camundongos com osteoartrite e reduziu significativamente sua dor.”

Para testar se isso também poderia funcionar em humanos, os pesquisadores transferiram tecido humano para camundongos 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 no estágio da cartilagem.

O próximo estágio da pesquisa é conduzir experimentos semelhantes em animais maiores, antes de iniciar os testes clínicos em humanos. Murphy aponta que, devido à dificuldade de trabalhar com as juntas muito pequenas dos ratos, pode haver algumas melhorias no sistema conforme os cientistas avancem a pesquisa para o trabalho em juntas relativamente maiores.

Os primeiros testes clínicos em humanos podem ser para pessoas com artrite nos dedos das mãos e dos pés. “Podemos começar com articulações pequenas e, se funcionar, passaríamos para articulações maiores, como os joelhos”, diz Murphy. “No momento, uma das cirurgias mais comuns para artrite nos dedos é tirar o osso da base do polegar. Nesses casos, podemos tentar isso para salvar a articulação e, se não funcionar, simplesmente retirar o osso como faríamos de qualquer maneira. Há um grande potencial de melhoria e praticamente nenhum risco envolvido caso a técnica não funcione.”

Longaker destaca que uma vantagem de sua descoberta é que os principais componentes de uma terapia potencial são aprovados como seguros e eficazes pela agência reguladora dos Estados Unidos (o FDA). “O BMP2 já foi aprovado para ajudar na cura óssea e os inibidores de VEGF já são usados como terapias anticâncer”, disse Longaker. “Isso ajudaria a acelerar a aprovação de qualquer terapia que desenvolvermos.”

A cirurgia de substituição da articulação revolucionou a forma como os médicos tratam a artrite e é muito comum. Estima-se que, aos 80 anos, uma em cada 10 pessoas fará uma prótese de quadril e uma em cada 20 precisará de uma no joelho. Mas essa substituição da articulação é extremamente invasiva, tem uma vida útil limitada e é realizada apenas depois que a artrite se instala e os pacientes sofrem dores persistentes.

Os pesquisadores dizem que podem imaginar um tempo em que as pessoas serão capazes de evitar que a artrite se instale, rejuvenescendo a cartilagem nas articulações antes que ela se degrade seriamente.

“Uma ideia é seguir um modelo ‘Jiffy Lube’ de reposição de cartilagem”, disse Longaker. “Você não espera que o dano se acumule – você vai periodicamente e usa essa técnica para aumentar sua cartilagem articular antes de ter um problema.”

Fonte: Medical Xpress