Велики пробој у лечењу остеоартритиса, научници са Станфорда регенерисали хрскавицу у зглобовима

Студија коју су предводили медицински истраживачи Станфорда показала је да инјекција која блокира протеин повезан са старењем може да преокрене природни губитак хрскавице колена код старијих мишева. Исти третман је такође спречио развој артритиса након повреда колена које подсећају на кидање предњег укрштеног лигамента, што је честа повреда код спортиста и рекреативаца. Истраживачи напомињу да се орална верзија овог третмана већ тестира у клиничким испитивањима усмереним на лечење старосне слабости мишића.

Узорци људске хрскавице узети током операција потпуне замене колена такође су показали позитиван одговор. Ти узорци су обухватали и потпорну ванћелијску средину зглоба и хондроците – ћелије које производе хрскавицу. Након третмана, ткиво је почело да формира нову, функционалну хрскавицу.

Заједно, ови налази указују на то да би хрскавица изгубљена услед старења или артритиса једног дана могла да се обнови помоћу таблете или циљане инјекције. Ако се покаже успешним код људи, такви третмани могли би да смање или чак елиминишу потребу за операцијама замене колена и кука.

Директан напад на остеоартритис

Остеоартритис је дегенеративна болест зглобова која погађа огроман број људи и, примера ради, у САД ствара процењене директне трошкове здравствене заштите од 65 милијарди долара годишње. Постојећи третмани углавном су усмерени на ублажавање бола или хируршку замену оштећених зглобова. Не постоје одобрени лекови који могу да успоре или преокрену основно оштећење хрскавице.

Нови приступ циља сам узрок болести, а не само симптоме, нудећи потенцијалну промену у начину лечења остеоартритиса.

Улога главног ензима старења

Протеин који је у средишту студије назива се 15-ПГДХ. Истраживачи га називају „герозимом“ јер се његов ниво повећава како тело стари. Герозими су идентификовани од стране истог истраживачког тима 2023. године и познато је да подстичу постепени губитак функције ткива.

Код мишева, виши нивои 15-ПГДХ повезани су са опадањем мишићне снаге са годинама. Блокирање овог ензима повећало је мишићну масу и издржљивост код старијих животиња. Супротно томе, форсирање младих мишева да производе више 15-ПГДХ довело је до смањења и слабљења њихових мишића. Овај протеин је такође повезан са регенерацијом костију, нервног и крвног ткива.

У већини ових ткива, обнова се одвија кроз активацију и диференцијацију матичних ћелија. Чини се да је хрскавица другачија. У овом случају, хондроцити мењају начин на који се њихови гени понашају, прелазећи у „млађе“ стање без ослањања на матичне ћелије.

Нови пут ка регенерацији ткива

„Ово је нов начин регенерације ткива код одраслих и има велики клинички потенцијал за лечење артритиса услед старења или повреде. Тражили смо матичне ћелије, али је јасно да оне нису укључене. То је веома узбудљиво“, рекла је Хелен Блау, доктор наука, професорка микробиологије и имунологије.

„Милиони људи пате од болова и отока у зглобовима како старе. То је огромна незадовољена медицинска потреба. До сада није постојао лек који директно лечи узрок губитка хрскавице. Али овај инхибитор герозима изазива драматичну регенерацију хрскавице, већу од оне забележене код било ког другог лека или интервенције“, истиче Ниди Бутани, докторка наука, ванредна професорка ортопедске хирургије.

Људско тело садржи три главне врсте хрскавице. Еластична хрскавица је мекана и савитљива и гради структуре попут спољашњег уха. Фиброхрскавица је густа и чврста и помаже у апсорпцији удараца, на пример између пршљенова кичме. Хијалина хрскавица је глатка и сјајна и омогућава зглобовима попут кукова, колена, рамена и чланака да се крећу уз минимално трење. Ова врста, позната и као зглобна хрскавица, највише се оштећује код остеоартритиса.

Зашто хрскавица ретко поново расте

Остеоартритис се развија када су зглобови оптерећени старењем, повредом или гојазношћу. Хондроцити почињу да ослобађају запаљенске молекуле и разграђују колаген, главни структурни протеин у хрскавици. Како се колаген губи, хрскавица постаје тања и мекша. Упала затим доводи до отока и бола, који су обележја ове болести.

У нормалним условима, зглобна хрскавица има веома ограничену способност регенерације. Иако су у костима идентификоване неке матичне или прогениторске ћелије способне да формирају хрскавицу, сличне ћелије нису успешно пронађене унутар саме зглобне хрскавице.

Ранија истраживања из Блауине лабораторије показала су да је простагландин Е2 кључан за функцију мишићних матичних ћелија. Ензим 15-ПГДХ разграђује простагландин Е2. Блокирањем 15-ПГДХ или повећањем нивоа простагландина Е2, истраживачи су раније подстакли обнову оштећених мишићних, нервних, коштаних, цревних, јетрених и крвних ћелија код младих мишева.

То је навело тим да се запита да ли је исти пут укључен и у старење хрскавице и оштећења зглобова. Када су упоредили хрскавицу колена младих и старих мишева, открили су да се нивои 15-ПГДХ приближно удвостручују са годинама.

Обнављање хрскавице у остарелим коленима

Истраживачи су затим убризгали старијим мишевима малу молекулу која инхибира 15-ПГДХ. Лек су прво давали у трбушну дупљу како би деловао на цело тело, а касније су га убризгавали директно у зглоб колена. У оба случаја, хрскавица која је са годинама постала танка и дисфункционална задебљала се дуж целе зглобне површине.

Додатни тестови потврдили су да је регенерисано ткиво хијалина хрскавица, а не мање функционална фиброхрскавица.

„Регенерација хрскавице у оваквом обиму код остарелих мишева нас је изненадила. Ефекат је био изузетан“, рекла је Бутани.

Докази из узорака људске хрскавице

Истраживачи су такође тестирали хрскавицу узету од пацијената који су били подвргнути потпуној замени колена због остеоартритиса. Након једне недеље третмана инхибитором 15-ПГДХ, ткиво је показало мањи број хондроцита који производе 15-ПГДХ, смањену експресију гена за разградњу хрскавице и фиброхрскавицу, као и ране знаке регенерације зглобне хрскавице.

„Механизам је заиста упечатљив и потпуно је променио нашу перспективу о томе како регенерација ткива може да се догоди. Јасно је да велики број већ постојећих ћелија у хрскавици мења своје обрасце експресије гена. Циљајући те ћелије ка регенерацији, можемо имати много већи укупни клинички ефекат“, наводи Бутани.

„Клиничка испитивања фазе 1 инхибитора 15-ПГДХ за слабост мишића показала су да је безбедан и активан код здравих добровољаца. Наша нада је да ће ускоро бити покренуто слично испитивање како би се тестирао његов ефекат на регенерацију хрскавице. Веома смо узбуђени због овог потенцијалног пробоја. Замислите обнављање постојеће хрскавице и избегавање замене зглобова“, истиче Блауова.