Naukowcy ze Stanford odkryli sposób na odbudowę chrząstki. To może zmienić leczenie choroby zwyrodnieniowej stawów

Naukowcy ze Stanford Medicine opracowali metodę, która w przyszłości może pomóc odbudowywać zużytą chrząstkę stawową i zatrzymywać rozwój choroby zwyrodnieniowej stawów. Wyniki badań dają nadzieję, że zamiast skupiać się wyłącznie na łagodzeniu bólu lub wszczepianiu endoprotez, medycyna będzie mogła przywracać stawom ich naturalną sprawność.

Badacze wykazali, że zablokowanie białka powiązanego ze starzeniem organizmu pozwoliło odwrócić utratę chrząstki kolanowej u starszych myszy. Ta sama terapia zapobiegła też rozwojowi zmian zwyrodnieniowych po urazach kolana przypominających uszkodzenie więzadła ACL, czyli kontuzjach często spotykanych u sportowców i osób aktywnych fizycznie.

Co ważne, pozytywną reakcję zaobserwowano również w próbkach ludzkiej chrząstki pobranej podczas operacji wszczepienia endoprotezy kolana. Po zastosowaniu terapii tkanka zaczęła tworzyć nową, funkcjonalną chrząstkę.

Nowa nadzieja dla milionów pacjentów

Choroba zwyrodnieniowa stawów to jedno z najczęstszych schorzeń układu ruchu. Pojawia się wraz z wiekiem, ale jej rozwój mogą przyspieszać także urazy i otyłość. Dziś leczenie najczęściej polega na ograniczaniu bólu, zmniejszaniu stanu zapalnego albo na operacyjnej wymianie zniszczonego stawu. Nadal brakuje jednak leków, które rzeczywiście zatrzymywałyby lub odwracały proces niszczenia chrząstki.

Nowe badanie uderza właśnie w przyczynę problemu, a nie tylko w jego objawy. To może oznaczać prawdziwy przełom w leczeniu zwyrodnienia stawów.

Kluczową rolę odgrywa enzym związany ze starzeniem

W centrum badań znalazło się białko o nazwie 15-PGDH. Naukowcy określają je mianem „gerozymu”, ponieważ jego poziom rośnie wraz z wiekiem i przyczynia się do stopniowego pogarszania funkcjonowania tkanek.

Wcześniejsze prace tego samego zespołu wykazały, że 15-PGDH ma związek z osłabieniem mięśni u starszych myszy. Gdy naukowcy blokowali działanie tego enzymu, poprawiała się masa mięśniowa i wytrzymałość zwierząt. Białko to wiązano już także z procesami regeneracji kości, nerwów i komórek krwi.

W przypadku chrząstki odkryto jednak coś szczególnie interesującego. Zamiast uruchamiania komórek macierzystych, leczenie zmieniało sposób działania już istniejących komórek chrząstki, czyli chondrocytów, przywracając im bardziej „młodzieńczy” profil.

„To nowy sposób regeneracji dojrzałej tkanki i ma on ogromny potencjał kliniczny w leczeniu zapalenia stawów związanego z wiekiem lub urazem” – powiedziała Helen Blau, profesor mikrobiologii i immunologii. „Szukaliśmy komórek macierzystych, ale wyraźnie widać, że nie odgrywają tu one roli. To bardzo ekscytujące”.

Chrząstka zaczęła się odbudowywać

Badacze podawali starszym myszom niewielką cząsteczkę hamującą działanie 15-PGDH. Najpierw lek trafiał do jamy brzusznej, by działać ogólnoustrojowo, a później bezpośrednio do stawu kolanowego. W obu przypadkach cienka i osłabiona chrząstka stawała się grubsza na całej powierzchni stawu.

Dodatkowe analizy potwierdziły, że była to chrząstka szklista, czyli właśnie ta najbardziej pożądana w stawach, a nie mniej funkcjonalna chrząstka włóknista.

„Tak rozległa regeneracja chrząstki u starszych myszy była dla nas zaskoczeniem” – powiedziała Nidhi Bhutani, współautorka badania. „Efekt był naprawdę wyjątkowy”.

Naukowcy uzyskali podobne rezultaty także u myszy po urazach kolana przypominających zerwanie ACL. Zwierzęta, które przez cztery tygodnie otrzymywały zastrzyki z inhibitorem gerozymu, znacznie rzadziej zapadały na chorobę zwyrodnieniową stawu. Co więcej, poruszały się bardziej naturalnie i mocniej obciążały uszkodzoną kończynę niż myszy nieleczone.

Bez komórek macierzystych, ale z wyraźnym odmłodzeniem tkanek

Szczegółowa analiza wykazała, że u starszych myszy chondrocyty częściej aktywowały geny związane ze stanem zapalnym i przekształcaniem chrząstki w kość, a rzadziej te odpowiedzialne za tworzenie zdrowej chrząstki. Po terapii proporcje te wyraźnie się zmieniły.

Zmniejszyła się liczba komórek produkujących 15-PGDH i geny odpowiedzialne za degradację chrząstki, a wzrosła populacja komórek powiązanych z wytwarzaniem chrząstki szklistej i utrzymaniem macierzy zewnątrzkomórkowej. To sugeruje, że tkanka zaczęła wracać do młodszego, zdrowszego stanu.

„Mechanizm jest niezwykle interesujący i naprawdę zmienił nasze spojrzenie na to, jak może zachodzić regeneracja tkanek” – podkreśliła Bhutani. „Wyraźnie widać, że duża grupa już istniejących komórek chrząstki zmienia wzorce ekspresji genów. A jeśli potrafimy skierować te komórki na drogę regeneracji, możemy osiągnąć znacznie większy efekt kliniczny”.

Dobre wyniki także w ludzkiej chrząstce

Badacze sprawdzili działanie terapii również na ludzkiej chrząstce pobranej od pacjentów poddawanych całkowitej wymianie stawu kolanowego z powodu choroby zwyrodnieniowej. Po tygodniu leczenia odnotowano mniejszą liczbę chondrocytów produkujących 15-PGDH, spadek aktywności genów związanych z degradacją chrząstki oraz wczesne oznaki odbudowy chrząstki stawowej.

To szczególnie ważne, bo sugeruje, że odkrycie nie musi ograniczać się wyłącznie do badań na zwierzętach.

Kolejny krok: badania u ludzi

Nadzieję wzmacnia fakt, że doustna wersja terapii jest już badana w testach klinicznych dotyczących osłabienia mięśni związanego z wiekiem. Według naukowców dotychczasowe badania fazy 1 wskazały, że inhibitor 15-PGDH jest bezpieczny i aktywny u zdrowych ochotników.

„Mamy nadzieję, że wkrótce ruszą podobne badania oceniające wpływ tej terapii na regenerację chrząstki” – powiedziała Blau. „Jesteśmy bardzo podekscytowani możliwością tego przełomu. Proszę sobie wyobrazić odbudowę własnej chrząstki i uniknięcie wymiany stawu”.

Jeśli kolejne etapy badań potwierdzą skuteczność terapii u ludzi, może to w przyszłości ograniczyć, a być może nawet częściowo zastąpić operacje wymiany stawów kolanowych i biodrowych.

Warto dodać, że autorzy badania są współtwórcami zgłoszeń patentowych związanych z hamowaniem 15-PGDH w chrząstce i odmładzaniu tkanek. Prawa do tych rozwiązań licencjonowano firmie Epirium Bio.

Źródło: sciencedaily.com