Novo biomaterial pode finalmente ajudar a reparar cartilagem danificada nas articulações afetadas: ScienceAlert

O corpo é muito bom em se reparar, mas algumas partes da nossa anatomia lutam para retornar ao seu estado normal após uma lesão.

Um desses materiais é a cartilagem – o tecido conjuntivo esponjoso, mas resistente, que evita que nossos ossos se esfreguem e batam uns nos outros. Com o tempo, os componentes transparentes ou “vítreos” da cartilagem podem deteriorar-se significativamente, levando a condições dolorosas como Osteoporose e Condromalácia.

Os cientistas trabalharam para encontrar uma maneira de regenerar cartilagem hialina Durante muitos anos, uma equipe da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, conseguiu alcançar um grande avanço. Eles desenvolveram um biomaterial que é injetado na cartilagem danificada de ovelhas vivas, atuando como uma estrutura que promove o crescimento da cartilagem nas articulações ativas.

“A cartilagem é um componente essencial das nossas articulações.” diz o químico Samuel Staub Da Universidade Northwestern.

“Quando a cartilagem é danificada ou se rompe com o tempo, isso pode ter um impacto significativo na saúde geral e na capacidade de movimentação de uma pessoa. O problema é que a cartilagem em humanos adultos não tem a capacidade inata de curar. em tecidos que não se regeneram adequadamente.” “Acreditamos que nosso tratamento pode ajudar a atender a uma necessidade clínica séria e não atendida”.

A deterioração da cartilagem é um importante problema de saúde. pesquisa de 2011 Um estudo realizado em 18 países mostrou que em mais de 1,3 milhão de cirurgias de substituição do joelho a cada ano, os problemas de cartilagem foram o principal fator.

Embora existam outras intervenções que podem ajudar, como a criação de microfraturas para estimular a reparação da cartilagem, estas intervenções resultam frequentemente no crescimento do tipo errado de cartilagem – cartilagem fibrosa e resistente. Fibrocartilagem – Ele ama Tecido cicatricial cartilaginoso – Em vez da cartilagem hialina macia e flexível que cobre as articulações.

Um tratamento potencial que os cientistas estão trabalhando para melhorar é o uso de stents em defeitos de cartilagem que apoiam o crescimento da cartilagem hialina. Esta opção tem demonstrado sucesso em pequenos mamíferos, como ratos, mas falha em mamíferos maiores, provavelmente devido às maiores pressões e forças que atuam nas articulações de animais maiores.

Staub e seus colegas conseguiram desenvolver um material que parece ser capaz de resolver este problema grave. É um biomaterial de dois componentes.

A primeira é uma molécula peptídica que se liga a uma proteína chamada Fator transformador de crescimento beta-1que desempenha um papel crucial no crescimento e divisão celular, especialmente no esqueleto, onde regula o crescimento ósseo e cartilaginoso.

O segundo componente é Ácido hialurônicoque você deve saber pelos produtos para a pele que usa – ajuda a manter a pele macia, retendo a umidade. Também pode ser encontrado nas articulações e na cartilagem, onde atua como lubrificante e desempenha um papel na cicatrização de feridas.

Em experiências com tubos de ensaio, os investigadores descobriram que este material híbrido suporta a diferenciação condrogénica – a proliferação de células cartilaginosas, conhecidas como condrócitos. Eles formaram feixes de filamentos, uma estrutura normal encontrada no tecido muscular esquelético.

Muitos métodos de pesquisa chegaram ao mesmo ponto no laboratório. O verdadeiro teste é até que ponto esta proteína consegue resistir aos seus efeitos em animais vivos, que podem ser aplicados em humanos. As ovelhas estão expostas a influências mecânicas semelhantes àquelas a que os humanos estão expostos, por isso o teste foi realizado em ovelhas.

Os pesquisadores desenvolveram seu material em uma pasta que foi injetada em defeitos de cartilagem nas articulações dos joelhos traseiros de ovelhas. Os pesquisadores inseriram pequenos orifícios em ambos os joelhos traseiros de cada uma das ovelhas em seu estudo; Um joelho foi injetado com a pasta e o outro foi deixado sem tratamento como controle.

Quando o material argiloso entrou em contato com o cálcio dos ossos das ovelhas, ele endureceu formando uma matriz de borracha e os condrócitos começaram a se formar, crescendo para preencher o buraco criado à medida que a estrutura se deteriorava. A cartilagem era do tipo apropriado: hialina. Em semanas, os defeitos tratados apresentaram melhora significativa, especialmente em comparação aos controles.

Um tratamento semelhante pode ser mais eficaz no tratamento de humanos. Você não pode dizer às ovelhas que elas precisam descansar e manter o peso sobre a perna machucada, enquanto os pacientes que recebem tratamento para lesões na cartilagem ficam frequentemente imobilizados após a cirurgia.

É claro que são necessárias mais pesquisas e desenvolvimento, e então o processo terá que passar por testes clínicos em humanos. Mas os resultados prometem que um dia estará disponível um tratamento, o que ajudaria a reduzir a necessidade de opções mais invasivas e menos eficazes.

“Ao regenerar a cartilagem hialina,” diz Staub“Nossa abordagem deve ser mais resistente ao desgaste, resolvendo o problema da falta de mobilidade e das dores nas articulações a longo prazo, evitando ao mesmo tempo a necessidade de reconstruir a articulação usando grandes peças de hardware.”

A pesquisa foi publicada em Anais da Academia Nacional de Ciências.