Organismul se repară destul de bine, însă unele părți ale anatomiei noastre se luptă să își revină după o leziune. Un astfel de material este cartilajul - țesutul conjunctiv spongios, dar ferm, care împiedică oasele noastre să se frece și să se lovească între ele. În timp, componentele translucide sau "hialine" ale cartilajului se pot degrada puternic, rezultând afecțiuni dureroase precum osteoartrita și condromalacia, scrie sciencealert.com.
Oamenii de știință lucrează de ani de zile la o modalitate de regenerare a cartilajului hialin, iar acum o echipă condusă de Universitatea Northwestern din SUA a realizat o descoperire.Ei au dezvoltat un biomaterial care, injectat în cartilajul deteriorat al oilor vii, a acționat ca o schelă care a promovat regenerarea cartilajului în articulațiile active.
"Cartilajul este o componentă esențială în articulațiile noastre", spune chimistul Samuel Stupp de la Universitatea Northwestern.
"Atunci când cartilajul se deteriorează sau se rupe în timp, poate avea un mare impact asupra sănătății și mobilității generale a oamenilor.Problema este că, la oamenii adulți, cartilajul nu are o capacitate inerentă de vindecare. Noua noastră terapie poate induce repararea unui țesut care nu se regenerează în mod natural. Credem că tratamentul nostru ar putea contribui la abordarea unei nevoi clinice grave, nesatisfăcute."
Deteriorarea cartilajului este o problemă masivă de sănătate. Un studiu realizat în 2011 în 18 țări a constatat că, în fiecare an, se efectuează peste 1,3 milioane de intervenții chirurgicale de înlocuire totală a genunchiului, problemele de cartilaj fiind un factor major.
O rană de cartilaj tratată, cu secțiunea vindecată colorată în roșu (Samuel I. Stupp/Northwestern University)
Și, deși există și alte intervenții care pot ajuta, cum ar fi crearea de microfracturi pentru a induce repararea cartilajului, acestea duc adesea la creșterea tipului greșit de cartilaj - fibrocartilaj dur, fibros - ca un țesut cicatricial cartilaginos - în loc de cartilajul hialin neted și elastic care acoperă articulațiile.
Un posibil tratament pe care oamenii de știință l-au rafinat este utilizarea de schelete în defectele cartilaginoase care să susțină creșterea cartilajului hialin. Această opțiune s-a dovedit promițătoare la mamiferele mici, cum ar fi șoarecii, dar eșuează la mamiferele mai mari, probabil din cauza tensiunilor și forțelor mai mari care acționează asupra articulațiilor animalelor mai mari.
Stupp și colegii săi au dezvoltat un material care pare să rezolve această problemă flagrantă. Este vorba despre un biomaterial, realizat din două componente.
Prima este o moleculă peptidică care se leagă de o proteină numită factor de creștere transformant beta-1, care joacă un rol crucial în creșterea și diviziunea celulelor, în special în schelet, unde reglează creșterea oaselor și a cartilajelor.
A doua componentă este acidul hialuronic, pe care îl cunoașteți probabil din produsele de îngrijire a pielii - ajută pielea să rămână moale prin reținerea umidității. Acesta se găsește, de asemenea, în articulații și cartilaje, unde acționează ca un lubrifiant, și joacă un rol în vindecarea rănilor.
Cercetătorii au descoperit în experimentele pe eprubete că acest material hibrid susținea diferențierea condrogenică - adică proliferarea celulelor cartilaginoase, cunoscute sub numele de condrocite. Acesta a format mănunchiuri de filamente, o structură naturală întâlnită în țesuturile musculo-scheletice.
O mulțime de căi de cercetare au ajuns în același punct in vitro. Adevăratul test ar fi modul în care a rezistat la un animal viu care poate fi extrapolat la un om. Oile se confruntă cu o sarcină mecanică similară cu cea a oamenilor, așa că testele au avut loc pe oi.
Cercetătorii și-au transformat materialul într-o suspensie care a fost injectată în defectele de cartilaj din articulațiile genunchiului din spate la oi. Cercetătorii au introdus găuri mici în ambele genunchi din spate la fiecare dintre oile din studiul lor; un genunchi a fost injectat cu suspensie, iar celălalt a fost lăsat netratat ca martor.
Un defect de cartilaj tratat (sus) și un control netratat (jos), după șapte zile de vindecare. (Lewis et al. PNAS, 2024)
Când suspensia a intrat în contact cu calciul din oasele de oaie, s-a întărit într-o matrice cauciucată, iar condrocitele au început să se formeze, crescând pentru a umple gaura introdusă pe măsură ce schela se degrada. Și era tipul potrivit de cartilaj: hialin. În câteva săptămâni, defectele tratate au prezentat o îmbunătățire remarcabilă, în special în comparație cu controalele.
Un tratament similar ar putea fi chiar mai eficient la om. Nu poți spune unei oi că trebuie să se odihnească și să nu pună greutatea pe un picior rănit, în timp ce pacienții care primesc tratament pentru leziunile cartilajului sunt adesea imobilizați după operație.
Desigur, sunt necesare cercetări și dezvoltări suplimentare, iar apoi procesul va trebui să fie supus unor studii clinice pe oameni. Dar rezultatele arată promisiunea că într-o zi va deveni disponibil un tratament care va ajuta la reducerea necesității unor opțiuni mai invazive și mai puțin eficiente.
"Prin regenerarea cartilajului hialin", spune Stupp, "abordarea noastră ar trebui să fie mai rezistentă la uzură, rezolvând problema mobilității reduse și a durerii articulare pe termen lung, evitând în același timp necesitatea reconstrucției articulațiilor cu piese mari de hardware."
Cercetarea a fost publicată în Proceedings of the National Academy of Sciences.
Comentează