Știință

O enzimă blocată reface cartilajul genunchiului la șoareci

Blocarea enzimei 15-PGDH, care se înmulțește odată cu vârsta, a refăcut cartilajul genunchiului la șoareci bătrâni și a dat semne de regenerare în țesut uman.

de Alin Radu · · Asistat de AI ·

Radiografie a unui genunchi cu artroză, cu spațiul articular îngustat indicat de o săgeată
Radiografie a unui genunchi cu artroză, cu spațiul articular îngustat indicat de o săgeată

Cercetători de la Stanford Medicine au reușit să refacă cartilajul uzat al genunchiului la șoareci bătrâni, blocând o enzimă care se înmulțește odată cu vârsta, numită 15-PGDH. Studiul, publicat în revista Science, arată efecte similare și pe țesut uman prelevat în timpul operațiilor de înlocuire a genunchiului, ceea ce deschide calea unui posibil tratament pentru artroză.

Rezultatele vin din experimente pe animale și din probe de laborator. Un tratament pentru pacienți nu există deocamdată, iar eficiența la oameni trebuie demonstrată în studii clinice.

O enzimă care crește odată cu vârsta

15-PGDH descompune prostaglandina E2, o moleculă implicată în repararea țesuturilor. Echipa condusă de Helen Blau, profesoară de microbiologie și imunologie, și Nidhi Bhutani, conferențiar de chirurgie ortopedică, a mai arătat anterior că această enzimă contribuie la pierderea forței musculare la bătrânețe. Cercetătorii o numesc „gerozimă”, pentru că nivelul ei crește pe măsură ce organismul îmbătrânește.

Studiile anterioare ale aceluiași grup au legat blocarea 15-PGDH de regenerarea mușchilor, nervilor, oaselor, colonului, ficatului și celulelor sanguine la șoareci tineri. Pasul următor a fost să verifice dacă mecanismul joacă un rol și în articulații. Comparând cartilajul genunchiului la șoareci tineri și bătrâni, oamenii de știință au constatat că nivelul enzimei se dublează aproximativ odată cu vârsta.

Cartilajul s-a îngroșat la șoarecii bătrâni

Animalelor în vârstă li s-a injectat o moleculă mică ce inhibă enzima, mai întâi în abdomen, cu efect în tot organismul, apoi direct în articulație. În ambele variante, cartilajul genunchiului, vizibil mai subțire la șoarecii bătrâni, s-a îngroșat pe toată suprafața articulației, potrivit comunicatului Stanford Medicine.

Detaliul important este tipul de țesut format. Celulele din articulație au produs cartilaj hialin, numit și articular, adică țesutul neted care permite mișcarea fără frecare. Nu s-a format fibrocartilaj, un țesut mai dur și mai puțin funcțional, care apare de obicei când organismul încearcă să repare singur o leziune. Cartilajul hialin este și cel afectat cel mai des de artroză.

„Regenerarea cartilajului în asemenea măsură la șoarecii în vârstă ne-a luat prin surprindere”, a declarat Nidhi Bhutani, citată de Stanford Medicine.

Fără celule stem

Mecanismul i-a surprins pe autori. În cazul mușchilor sau oaselor, regenerarea depinde de celulele stem specifice fiecărui țesut. În cartilaj, însă, condrocitele existente, adică celulele care produc și întrețin cartilajul, și-au schimbat tiparul de activitate a genelor și au trecut într-o stare asemănătoare celor tinere, fără implicarea celulelor stem.

Analizele au arătat o schimbare clară a populațiilor de celule. Grupul de condrocite care produce enzima și gene de degradare a cartilajului a scăzut de la 8% la 3% după tratament. Celulele asociate fibrocartilajului s-au redus de la 16% la 8%. În schimb, celulele care formează cartilaj hialin au crescut de la 22% la 42%.

Protecție după leziuni de tip ligament încrucișat

Cercetătorii au testat tratamentul și pe șoareci cu leziuni ale genunchiului asemănătoare rupturilor de ligament încrucișat anterior, frecvente la fotbal, baschet sau schi. La oameni, aproximativ jumătate dintre cei cu astfel de rupturi fac artroză în articulația afectată în circa 15 ani, chiar și după operație, potrivit Stanford Medicine.

Șoarecii au primit injecții de două ori pe săptămână, timp de patru săptămâni, după accidentare. Riscul de artroză a scăzut puternic. Animalele netratate au dezvoltat boala în patru săptămâni, iar cele tratate s-au mișcat mai normal și s-au sprijinit mai mult pe piciorul afectat.

Semne de regenerare și în țesut uman

În ultima etapă, echipa a lucrat cu cartilaj prelevat de la pacienți cu artroză operați pentru înlocuirea totală a genunchiului. După o săptămână de tratament cu inhibitorul, țesutul a avut mai puține celule producătoare de 15-PGDH, o activitate mai redusă a genelor de degradare și a început să regenereze cartilaj articular.

Artroza afectează aproximativ un adult din cinci în Statele Unite, iar costurile medicale directe sunt estimate la circa 65 de miliarde de dolari pe an, conform aceleiași surse. În prezent, niciun medicament nu încetinește sau inversează boala, iar tratamentele se limitează la controlul durerii și la protezarea articulației. Despre felul în care se degradează scheletul odată cu vârsta, Semnal a scris și despre pierderea rezistenței oaselor.

Ce urmează

O versiune orală a inhibitorului este deja testată clinic pentru slăbiciunea musculară legată de vârstă. Potrivit lui Helen Blau, studiile de fază 1 au arătat că substanța este sigură și activă la voluntari sănătoși. Echipa speră ca un studiu similar pentru regenerarea cartilajului să înceapă în curând.

Autorii spun că rezultatele sugerează posibilitatea de a reface cartilajul pierdut prin îmbătrânire sau artroză cu un medicament oral sau o injecție locală, ceea ce ar putea face inutile unele operații de înlocuire a genunchiului sau șoldului. Până acum, însă, dovezile provin doar de la șoareci și din probe de laborator.

Blau, Bhutani și alți coautori sunt inventatori pe cereri de brevet deținute de Universitatea Stanford privind inhibarea 15-PGDH în cartilaj, licențiate companiei Epirium Bio. Blau este cofondatoare a Myoforte/Epirium și deține acțiuni în companie. O abordare asemănătoare, bazată pe reactivarea capacității naturale de regenerare, a fost testată recent și în cazul unui anticorp care a făcut șoarecii să crească dinți noi.

Sursa: Singla M., Wang Y. X. și colab., „Inhibition of 15-hydroxy prostaglandin dehydrogenase promotes cartilage regeneration”, Science, 391(6789); comunicatul Stanford Medicine.

DistribuieFacebookXWhatsApp

Articole înrudite

Comentarii

Nu există comentarii la acest articol.