Περίπου 1 στους 7 ενήλικες ζει με εκφυλιστική νόσο των αρθρώσεων, γνωστή και ως οστεοαρθρίτιδα (ΟΑ). Τα τελευταία χρόνια, καθώς ο τραυματισμός του πρόσθιου χιαστού συνδέσμου (ACL) και άλλοι τραυματισμοί των αρθρώσεων έχουν γίνει πιο συνηθισμένοι μεταξύ των εφήβων αθλητών, ένας αυξανόμενος αριθμός νέων έχουν ενταχθεί στις τάξεις των ηλικιωμένων baby boomers που ζουν με χρόνιο πόνο οστεοαρθρίτιδας.
Οι θεραπείες για την εκφυλιστική νόσο των αρθρώσεων είναι περιορισμένες, κυρίως επειδή ο χόνδρος που προστατεύει τις αρθρώσεις δεν αναγεννάται μετά τη γέννηση. Χωρίς τρόπο να τονωθεί η εκ νέου ανάπτυξη του κατεστραμμένου χόνδρου, οι περισσότερες θεραπείες επικεντρώνονται στη διαχείριση των συμπτωμάτων. Και με λίγες θεραπευτικές επιλογές θεραπείας, η οστεοαρθρίτιδα παραμένει μία από τις κύριες αιτίες πόνου και αναπηρίας στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Η ερευνήτρια για τα παιδιά της Βοστώνης, April Craft, Ph.D., και η ομάδα της θέλουν να το αλλάξουν αυτό. Η προσέγγισή τους: Να «αναπτύξουν» χόνδρο στο εργαστήριο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την αντικατάσταση κατεστραμμένων αρθρικών ιστών στις αρθρώσεις των ασθενών.
Μαθήματα χόνδρου και εκφυλιστικών παθήσεων
Η ομάδα ξεκίνησε αρχικά να κατανοήσει πώς αναπτύσσονται φυσικά οι ιστοί του χόνδρου και των αρθρώσεων και πώς τα βλαστοκύτταρα διαφοροποιούνται σε κύτταρα χόνδρου ή χονδροκύτταρα. Το επόμενο βήμα ήταν να αναπαραχθεί αυτή η διαδικασία στο εργαστήριο, περνώντας τα κύτταρα στα ίδια στάδια ανάπτυξης.
Στη μελέτη τους που δημοσιεύτηκε στο Annals of the Rheumatic Diseases, μέλη του Craft Lab περιέγραψαν την προσέγγισή τους για τη δημιουργία χόνδρου από επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (iPSC). Προερχόμενα από κύτταρα των ίδιων των ασθενών, τα iPSC μπορούν να δημιουργήσουν ουσιαστικά οποιοδήποτε τύπο κυττάρου στο σώμα, συμπεριλαμβανομένων των χονδροκυττάρων.
Η ομάδα δημιούργησε ιστούς που μοιάζουν με χόνδρους από δύο ασθενείς με προοδευτική ψευδορευματοειδή αρθροπάθεια της παιδικής ηλικίας (PPAC), μια γενετική πάθηση που προκαλεί σοβαρό πρόωρο εκφυλισμό των αρθρώσεων.
«Επιλέξαμε να μελετήσουμε την PPAC επειδή ο εκφυλισμός των αρθρώσεων σε αυτή την κατάσταση εξελίσσεται γρήγορα προς μια κατάσταση που δεν διακρίνεται από την ΟΑ τελικού σταδίου», λέει ο Craft. “Το μοντέλο μας iPSC χόνδρου PPAC θα μας βοηθήσει να μάθουμε για αυτήν την καταστροφική ασθένεια.” Τα ευρήματά τους ενδέχεται να ισχύουν ευρύτερα για την ΟΑ από οξείς τραυματισμούς ή χρόνια κατάχρηση, καθώς και να παρέχουν τη βάση για μελλοντική θεραπευτική ανάπτυξη.
Δημιουργία επιλογών θεραπείας για εκφυλιστική νόσο των αρθρώσεων
Χρησιμοποιώντας χόνδρο που κατασκευάστηκε στο Craft Lab, η ομάδα έχει επιδιορθώσει με επιτυχία τους κατεστραμμένους ιστούς των αρθρώσεων σε αρουραίους και ετοιμάζεται να δοκιμάσει τη διαδικασία σε μεγάλα ζώα.
Επειδή ο χόνδρος της επένδυσης της άρθρωσης είναι μη αγγειακός και τα εμφυτευμένα χονδροκύτταρα θα εγκλωβιστούν από τον ίδιο τον ιστό του χόνδρου, υπάρχει μειωμένη πιθανότητα απόρριψης εμφυτεύματος. Εξαιτίας αυτού, ο Craft πιστεύει ότι κάποια μέρα θα μπορούσε να δημιουργηθεί “από το ράφι” χόνδρος για ανθρώπους ασθενείς χρησιμοποιώντας μία κυτταρική σειρά. Εάν ναι, ζωντανοί ιστοί χόνδρου θα μπορούσαν να παραχθούν, να αποθηκευτούν και να παραδοθούν σε χειρουργικές ομάδες όπως απαιτείται για την αντικατάσταση του κατεστραμμένου χόνδρου.
Κατά κάποιο τρόπο, η διαδικασία μοιάζει με την πιο προηγμένη κυτταρική θεραπεία για τον χόνδρο: την αυτόλογη εμφύτευση χονδροκυττάρων. Σε αυτή τη διαδικασία δύο διαδικασιών, τα χονδροκύτταρα συλλέγονται από μια περιοχή του σώματος, επεκτείνονται σε αριθμό και στη συνέχεια εμφυτεύονται στην κατεστραμμένη περιοχή.
Τα εμφυτεύματα χόνδρου εκτός ραφιού θα επέτρεπαν στους ασθενείς να υποβληθούν σε μία μόνο χειρουργική επέμβαση και όχι σε δύο. Η αντικατάσταση του κατεστραμμένου χόνδρου με ένα κομμάτι νέου χόνδρου που δημιουργήθηκε νωρίτερα θα παρέλειπε την καθυστέρηση στην κατασκευή που σχετίζεται με τη συλλογή του αυτόλογου χόνδρου, θα μείωνε τον χρόνο αποκατάστασης και θα επέτρεπε στους ασθενείς να επιστρέψουν στις κανονικές τους δραστηριότητες νωρίτερα μετά την επέμβαση.
Οι πρώτοι άνθρωποι που θα λάβουν αυτό το νέο εμφύτευμα πιθανότατα θα είναι ασθενείς που έχουν πόνο και βλάβη στις αρθρώσεις αλλά δεν έχουν ακόμη προχωρήσει σε σοβαρή εκφύλιση. Και τελικά, θα μπορούσε να δοκιμαστεί και σε άλλους, όπως αθλητές με βλάβη στις αρθρώσεις. «Αυτό θα μπορούσε να έχει βαθύ αντίκτυπο στους ανθρώπους καθώς γερνούν καθώς και στους αθλητές που αντιμετωπίζουν πόνο στις αρθρώσεις», λέει ο Craft.