EuroWire , ΣΑΝ ΦΡΑΝΣΙΣΚΟ : Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ ανέφεραν νέα ευρήματα που θα μπορούσαν να σηματοδοτήσουν μια σημαντική πρόοδο στην κατανόηση του τρόπου αποκατάστασης του γερασμένου ιστού των αρθρώσεων και της αντιμετώπισης της υποκείμενης βλάβης που σχετίζεται με την οστεοαρθρίτιδα, μια εκφυλιστική πάθηση που επηρεάζει εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Science στα τέλη του περασμένου έτους, διαπίστωσε ότι ο αποκλεισμός μιας πρωτεΐνης που συνδέεται με τη διαδικασία γήρανσης οδήγησε στην αναγέννηση του χόνδρου σε ζωικά μοντέλα και έδειξε μετρήσιμα αποτελέσματα σε δείγματα ανθρώπινων ιστών.
Η οστεοαρθρίτιδα, η πιο κοινή μορφή αρθρίτιδας, προκύπτει από την αποικοδόμηση του αρθρικού χόνδρου, του λείου ιστού που προστατεύει τα οστά στις αρθρώσεις. Η φθορά αυτού του χόνδρου οδηγεί σε πόνο, δυσκαμψία και μειωμένη κινητικότητα. Η τρέχουσα κλινική αντιμετώπιση επικεντρώνεται στην ανακούφιση των συμπτωμάτων, στη φυσικοθεραπεία και, σε σοβαρές περιπτώσεις, στη χειρουργική αντικατάσταση άρθρωσης. Μέχρι σήμερα, δεν έχει εγκριθεί καμία φαρμακολογική θεραπεία που να αντιστρέφει την ίδια την απώλεια χόνδρου.
Η έρευνα με επικεφαλής το Στάνφορντ εντόπισε μια πρωτεΐνη γνωστή ως 15-υδροξυ-προσταγλανδίνη αφυδρογονάση, ή 15-PGDH, η οποία αυξάνεται στον χόνδρο των αρθρώσεων με την ηλικία και φαίνεται να επηρεάζει τους φυσικούς μηχανισμούς αποκατάστασης του σώματος. Σε εργαστηριακές μελέτες με ηλικιωμένα ποντίκια, η ομάδα χορήγησε έναν αναστολέα μικρού μορίου της 15-PGDH. Μετά τη θεραπεία, ο χόνδρος που είχε λεπτύνει με την ηλικία έγινε παχύτερος και εμφάνισε δομικούς δείκτες που σχετίζονται με υγιέστερο ιστό, συμπεριλαμβανομένης της αυξημένης έκφρασης βασικών συστατικών της εξωκυτταρικής μήτρας που βοηθούν στη διατήρηση της ακεραιότητας του χόνδρου.
Εκτός από τις επιδράσεις που παρατηρούνται σε φυσικά γερασμένο χόνδρο, ο αναστολέας δοκιμάστηκε σε νεαρά ποντίκια με χειρουργικά προκληθέντες τραυματισμούς στο γόνατο, σχεδιασμένους να μιμούνται κοινές βλάβες που σχετίζονται με τον αθλητισμό. Σε αυτά τα μοντέλα, η θεραπεία μείωσε την ανάπτυξη αλλαγών που μοιάζουν με οστεοαρθρίτιδα στον αρθρικό ιστό, οι οποίες κανονικά ακολουθούν τον τραυματισμό. Η ερευνητική ομάδα ανέφερε ότι τα ζώα που έλαβαν θεραπεία εμφάνισαν βελτιωμένη δομή των αρθρώσεων σε σύγκριση με τα ζώα ελέγχου που δεν έλαβαν θεραπεία.
Ο μηχανισμός που εντοπίστηκε από τη μελέτη δεν βασίζεται στην εισαγωγή νέων κυττάρων στην άρθρωση. Αντίθετα, οι επιστήμονες παρατήρησαν αλλαγές στην γονιδιακή έκφραση μεταξύ των υπαρχόντων κυττάρων χόνδρου, ή χονδροκυττάρων, μετατοπίζοντας αυτά τα κύτταρα προς ένα προφίλ που σχετίζεται με τη συντήρηση και την επιδιόρθωση του χόνδρου. Η εργαστηριακή ανάλυση έδειξε μείωση στους κυτταρικούς πληθυσμούς που εκφράζουν υψηλά επίπεδα 15-PGDH και αύξηση στα κύτταρα που εκφράζουν γονίδια που συνδέονται με την παραγωγή κολλαγόνου τύπου II και άλλων συστατικών απαραίτητων για τον υαλώδη χόνδρο, τη μορφή χόνδρου που παρέχει επιφάνειες χαμηλής τριβής στις αρθρώσεις.
Οι ερευνητές εφάρμοσαν επίσης τον αναστολέα 15-PGDH σε ανθρώπινο χόνδρινο ιστό που ελήφθη από ασθενείς που υποβλήθηκαν σε ολική αρθροπλαστική γόνατος. Μετά από μια εβδομάδα θεραπείας in vitro, αυτά τα δείγματα ιστών έδειξαν μειωμένους δείκτες υποβάθμισης και ενδείξεις σχηματισμού νέου χόνδρου σε σύγκριση με τα δείγματα που δεν είχαν υποβληθεί σε αγωγή. Οι ερευνητές ανέφεραν ότι ο ιστός που υποβλήθηκε σε αγωγή εμφάνισε αλλαγές στην γονιδιακή έκφραση που συνάδουν με μια μετατόπιση προς μια πιο νεανική σύνθεση χόνδρου.
Εργαστηριακές ενδείξεις αναγέννησης χόνδρου
Το μικρό μόριο που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη έχει αξιολογηθεί προηγουμένως σε κλινικές δοκιμές πρώιμου σταδίου για μυϊκή αδυναμία που σχετίζεται με την ηλικία, όπου οι ερευνητές το διαπίστωσαν ασφαλές και βιολογικά ενεργό σε υγιείς εθελοντές. Αυτές οι δοκιμές είναι ξεχωριστές από την εργασία στον χόνδρο, αλλά παρέχουν αρχικά δεδομένα ασφάλειας για την κατηγορία των ενώσεων.
Οι συγγραφείς της επιστημονικής εργασίας περιέγραψαν την 15-PGDH ως μέρος μιας κατηγορίας ενζύμων που ονομάζουν «γεροένζυμα», πρωτεΐνες των οποίων η συχνότητα εμφάνισης αυξάνεται με την ηλικία και οι οποίες μπορεί να συμβάλλουν στη μείωση της αναγεννητικής ικανότητας σε πολλαπλούς ιστούς. Προηγούμενη εργασία της ομάδας έχει εμπλακεί στην 15-PGDH στον περιορισμό των αναγεννητικών διεργασιών στους μύες και άλλα όργανα. Η τρέχουσα μελέτη επεκτείνει αυτά τα ευρήματα στον αρθρικό χόνδρο, έναν ιστό που θεωρούνταν για καιρό περιορισμένος στην ικανότητά του να αυτοεπιδιορθώνεται.
Η έρευνα περιέγραψε λεπτομερώς τόσο τη συστηματική χορήγηση του αναστολέα όσο και την άμεση ένεση στις αρθρώσεις του γονάτου. Σε ηλικιωμένα ποντίκια, η συστηματική δοσολογία οδήγησε σε ομοιόμορφες αυξήσεις στο πάχος του χόνδρου σε όλη την επιφάνεια της άρθρωσης. Σε μοντέλα τραυματισμού, οι τοπικές ενέσεις συσχετίστηκαν με αρθρικές επιφάνειες που έμοιαζαν περισσότερο με εκείνες των μη τραυματισμένων ζώων, με βάση ιστολογικές αξιολογήσεις. Οι επιστήμονες χαρακτήρισαν τον αναγεννημένο χόνδρο ως φέροντα χαρακτηριστικά υαλώδους χόνδρου και όχι ινώδους χόνδρου, ο οποίος είναι μηχανικά κατώτερος και λιγότερο κατάλληλος για την αντοχή σε φορτίο στις αρθρώσεις.
Δεδομένα ασφάλειας από σχετικές κλινικές αξιολογήσεις
Οι συγγραφείς της μελέτης σημείωσαν ότι ο χόνδρος που υποβλήθηκε σε αγωγή με τον αναστολέα έδειξε αυξημένα σήματα για μόρια, όπως η λουμπρικίνη και οι κύριες δομικές πρωτεΐνες , που είναι κεντρικά για την φυσιολογική λειτουργία των αρθρώσεων. Αυτοί οι δείκτες αξιολογούνται συνήθως στην έρευνα ως δείκτες της υγείας του χόνδρου, επειδή συμβάλλουν στην ικανότητα του ιστού να αντέχει στη μηχανική καταπόνηση και να διατηρεί ομαλές αρθρικές επιφάνειες.
Η επιστημονική εργασία απαριθμεί πολλαπλούς συντελεστές από την Ιατρική του Στάνφορντ και συνεργαζόμενα ινστιτούτα. Η έρευνα ακολουθεί μια τάση στην μυοσκελετική επιστήμη που επιδιώκει να προχωρήσει πέρα από τη διαχείριση των συμπτωμάτων, προς την κατανόηση και τη ρύθμιση των βιολογικών διεργασιών που αποτελούν τη βάση των εκφυλιστικών παθήσεων των αρθρώσεων. Επίσης, προσθέτει σε ευρύτερες προσπάθειες στην έρευνα για τη γήρανση, με στόχο τον εντοπισμό μοριακών στόχων που θα μπορούσαν να αποκαταστήσουν τη λειτουργία των ιστών που κάποτε θεωρούνταν μη αναστρέψιμα επηρεασμένοι από την ηλικία.
Η δημοσίευση της μελέτης έχει προσελκύσει την προσοχή των ορθοπεδικών και βιοϊατρικών ερευνητικών κοινοτήτων, επειδή προσφέρει έναν λεπτομερή μοριακό στόχο και έναν καθορισμένο μηχανισμό για την επιδιόρθωση του χόνδρου που δεν εξαρτάται από τη μεταμόσχευση βλαστοκυττάρων ή την υποστήριξη. Όπως συμβαίνει με πολλές προκλινικές εξελίξεις, ερευνητές εκτός της βασικής ομάδας προειδοποιούν ότι θα χρειαστούν περαιτέρω μελέτες, συμπεριλαμβανομένων ελεγχόμενων κλινικών δοκιμών σε ανθρώπους, για να προσδιοριστεί εάν τα ευρήματα μεταφράζονται σε αποτελεσματικές θεραπείες. Οι κλινικές οδοί ανάπτυξης θα απαιτήσουν κανονιστική αναθεώρηση και επίδειξη τόσο της ασφάλειας όσο και της αποτελεσματικότητας σε ασθενείς με οστεοαρθρίτιδα, την πάθηση που στοχεύει να αντιμετωπίσει η έρευνα.
Η δημοσίευση «Πρωτοποριακή έρευνα στοχεύει στην απώλεια χόνδρου στην οστεοαρθρίτιδα» εμφανίστηκε πρώτα στο English Chronicle .