Naukowcy odbudowali chrząstkę kolana za pomocą ukierunkowanych zastrzyków

Wyobraź sobie, że zamiast latami walczyć z bólem, a potem rozważać endoprotezę, dostajesz prosty zastrzyk, który pomaga chrząstce w kolanie odrosnąć. Brzmi jak science fiction, ale właśnie taki scenariusz zaczynają testować naukowcy. W nowym badaniu opisali, że u starszych myszy zastrzyk blokujący białko powiązane ze starzeniem pobudził odrost chrząstki i ograniczył rozwój zmian prowadzących do choroby zwyrodnieniowej po urazie stawu. Co więcej, podobny „bloker” zadziałał także na ludzką tkankę kolanową w warunkach laboratoryjnych – uruchomił procesy tworzenia nowej chrząstki.

To ważne, bo kolana mają swoją brutalną słabość: gdy chrząstka zaczyna się ścierać, organizm zwykle nie potrafi jej po prostu „dorobić” na żądanie. W chorobie zwyrodnieniowej stawu kolanowego chrząstka stopniowo traci gładkość i grubość, komórki chrząstki wysyłają sygnały zapalne, a staw przestaje pracować tak płynnie, jak powinien. Kości zaczynają o siebie ocierać, pojawia się obrzęk, a codzienne czynności – stanie, schody czy dłuższy spacer – mogą zamieniać się w męczące „tarcie”.

Co dokładnie zablokowano i dlaczego to ma znaczenie?

Zespół ze Stanford Medicine skupił się na enzymie 15-PGDH, którego poziom w starzejącej się chrząstce wzrastał około dwukrotnie. To enzym, który „wycisza” sygnały naprawcze w tkankach, ponieważ rozkłada prostaglandynę E2 – związek pomagający organizmowi reagować na uraz i uruchamiać procesy regeneracyjne. Innymi słowy: gdy 15-PGDH jest zbyt aktywny, sygnał „naprawiaj” gaśnie zbyt szybko.

Badacze podali inhibitor (bloker) 15-PGDH i zaobserwowali, że prostaglandyna E2 utrzymuje się dłużej, a komórki chrząstki zaczynają zachowywać się bardziej „młodo” – zamiast dalej osłabiać strukturę, przechodzą w tryb odbudowy. Co istotne, testowano zarówno zastrzyki w okolicę brzucha, jak i bezpośrednio do stawu, a efekt odbudowy chrząstki był widoczny szerzej – na większej powierzchni kolana, a nie tylko w jednym punkcie.

Regeneracja bez „dodawania” nowych komórek

Najciekawsze w tym podejściu jest to, że nie polega ono na przeszczepianiu komórek czy „łatania” ubytku materiałem z zewnątrz. Lek miał nakłonić istniejące komórki chrząstki – chondrocyty – aby wróciły do roli budowniczych i zaczęły odbudowywać warstwę, po której kości ślizgają się w stawie. Badacze podkreślają też, że powstała tkanka nie zachowywała się jak twardsza, bliznowata chrząstka gorszej jakości, tylko bardziej przypominała prawidłową chrząstkę stawową, zdolną do pracy pod obciążeniem.

– Ten mechanizm jest naprawdę uderzający i mocno zmienił nasze spojrzenie na to, jak może zachodzić regeneracja tkanek – powiedziała Bhutani.

Po urazach kolana staw często „płaci rachunek” latami

Wyniki mogą mieć szczególne znaczenie dla osób po urazach, takich jak zerwanie ACL (więzadła krzyżowego przedniego), które odpowiada m.in. za kontrolę skręcania kolana. Długoterminowe obserwacje pokazują, że nawet po leczeniu urazu ryzyko zmian zwyrodnieniowych pozostaje wysokie – spora część takich kolan zmierza w kierunku choroby zwyrodnieniowej w perspektywie kilku–kilkunastu lat.

W mysim modelu urazu badacze podawali zastrzyki dwa razy w tygodniu przez cztery tygodnie. Efekt? Mniej bólu kojarzonego ze zwyrodnieniem i lepsza ochrona chrząstki po uszkodzeniu stawu.

– Regeneracja chrząstki na taką skalę u starszych myszy była dla nas zaskoczeniem – powiedziała Bhutani.

Co działo się „w środku” – na poziomie komórek?

Analiza pojedynczych komórek pokazała, że stara chrząstka to mieszanina chondrocytów nastawionych na rozkład tkanek i takich, które wciąż mają potencjał naprawczy. Leczenie przesunęło ekspresję genów (czyli to, które programy komórkowe są „włączane”) z kierunku zapalnego w stronę odbudowy rusztowania chrząstki. Po terapii więcej komórek przechodziło w tryb naprawy, a mniej „tkwiło” w trybie degradacji. To sugeruje, że podejście nie działa jak plaster na jedną rysę, tylko może „przestawiać” środowisko całego stawu z powrotem na sprawniejsze funkcjonowanie.

Ludzkie próbki w laboratorium: obiecujące, ale to jeszcze nie terapia

W warunkach laboratoryjnych naukowcy użyli także chrząstki pobranej z kolan podczas operacji wymiany stawu. Po zastosowaniu tego samego inhibitora próbki zaczęły wykazywać oznaki „odżywania”: w ciągu tygodnia spadła liczba chondrocytów dodatnich dla 15-PGDH oraz osłabiły się sygnały związane z degradacją chrząstki. Ruszyła też odbudowa struktury wspierającej tworzenie nowej chrząstki.

Trzeba jednak jasno powiedzieć: to wynik z laboratorium, a nie dowód, że identycznie zadziała to w żywym ludzkim stawie. Tkanka pochodziła z zaawansowanych przypadków, więc rezultat jest imponujący, ale nie przesądza jeszcze o skuteczności klinicznej.

Co dalej: zastrzyk czy tabletka i dlaczego bezpieczeństwo jest kluczowe?

Równolegle opisano, że w osobnych badaniach fazy 1 doustny lek MF-300 był bezpieczny i aktywny u zdrowych ochotników, a jego rozwój wiąże się też z innymi zastosowaniami (np. w sarkopenii, czyli utracie masy i siły mięśni wraz z wiekiem). W przypadku chrząstki rozważany jest jednak zastrzyk do stawu – bo wtedy większość leku działa miejscowo, co potencjalnie ogranicza działania ogólnoustrojowe.

Naukowcy podkreślają, że mysie kolana regenerują się szybciej niż ludzkie, dlatego potrzebne będą ostrożne badania, rozsądne dawkowanie i długi czas obserwacji. Każda ingerencja w sygnalizację komórkową wymaga czujności: zbyt mocny lub źle podany bodziec może przynieść odwrotny skutek, a w stawie trzeba też wykluczyć ryzyko niepożądanego przerostu kości czy sztywności.

Nadzieja na zmianę podejścia do zwyrodnienia kolan

Najbardziej optymistyczny wniosek jest taki: zamiast ograniczać się do leczenia bólu i „czekania, aż będzie trzeba wymienić staw”, pojawia się realna koncepcja terapii regeneracyjnej, która przywraca starszym komórkom chrząstki zdolność odbudowy. Jeśli badania na ludziach potwierdzą skuteczność i trwałość efektu, taki zastrzyk mógłby w przyszłości opóźniać endoprotezoplastykę, a po urazach (np. ACL) zmieniać plan rehabilitacji i profilaktyki zwyrodnienia.

Badanie opublikowano w czasopiśmie „Science”.