Artrită, tratament: oamenii sunt capabili să-și refacă articulațiile la fel ca salamandrele

Contrar credinței populare, cartilajul în articulațiile umane – inclusiv cel afectat de artrită - s-ar putea poate repara printr-un proces similar cu cel folosit de creaturi precum salamandrele și peștele zebră pentru a-și regenera membrele, au descoperit cercetătorii de la Facultatea de Medicină a Universității Duke.

Tratament la purtător, cel mai bine funcționează la glezne

În studiul lor, publicat online în 9 octombrie în revista Science Advances, cercetătorii au identificat un mecanism de reparare a cartilajelor care pare să fie mai robust în articulațiile gleznei și mai puțin în cele de la șolduri. Constatarea ar putea duce la tratamente pentru artroză, cea mai frecventă afecțiune articulară din lume.

„Credem că o înțelegere a acestei capacități de regenerare la oameni, asemănătoare ca la salamandre, și componentele lipsă critice ale acestui circuit de reglementare ar putea oferi fundamentul unor noi abordări pentru repararea țesuturilor articulare și eventual a membrelor umane în întregul lor", a declarat autorul principal dr Virginia Byers Kraus, doctor în științe medicale, profesor în departamentele de medicină, patologie și chirurgie ortopedică la Duke.

Kraus și colegii săi, inclusiv autorul principal Ming-Feng Hsuehau conceput o modalitate de a determina vârsta proteinelor folosind ceasuri moleculare interne, integrate în aminoacizi, care transformă o formă în alta, cu o regularitate previzibilă.

Proteinele nou create în țesut au puține sau deloc conversii de aminoacizi; proteinele mai vechi au multe. Înțelegerea acestui proces le-a permis cercetătorilor să folosească spectrometria de masă sensibilă pentru a identifica când proteinele cheie din cartilajul uman, inclusiv colagenii, erau tinere, de vârstă mijlocie sau bătrâne.

Ei au descoperit că vârsta cartilajului depindea în mare măsură de locul în care locuia în corp. Cartilajul la glezne este tânăr, are vârsta mijlocie la genunchi și este bătrân la șold. Această corelație între vârsta cartilajului uman și localizarea sa în corp se aliniază cu modul în care se produce reparația membrelor la anumite animale, care se regenerează mai ușor la vârfurile cele mai îndepărtate, inclusiv la capetele picioarelor sau ale cozilor.
Constatarea ajută, de asemenea, să explice de ce leziunile la genunchii oamenilor și, mai ales, la șolduri durează mult timp pentru a se reface și se dezvoltă adesea în artrită, în timp ce leziunile de gleznă se vindecă mai repede și devin mai rar artritice.

Moleculele care reglează procesul de refacere

Cercetătorii au aflat în continuare că moleculele numite microARN reglementează acest proces. Nu este surprinzător, aceste microARN sunt mai active la animalele care sunt cunoscute pentru reparația membrelor, aripioarelor sau a cozii, inclusiv la salamandre, pește zebră, pești africani de apă dulce și alte șopârle.

Aceste microARN-uri se găsesc și la om - un artefact evolutiv care oferă capacitatea de a repara țesuturile articulare. Ca și la animale, activitatea microRNA variază semnificativ în funcție de localizarea sa: a fost cea mai ridicată la glezne în comparație cu genunchii și șoldurile și mai mare în stratul superior al cartilajului, comparativ cu straturile mai adânci ale acestuia.

„Am fost încântați să aflăm că regulatorii regenerării la nivelul membrului salamandrei par să fie, de asemenea, controlorii reparației țesuturilor articulare la membrul uman", a spus Hsueh. „O numim capacitatea noastră de a fi „salamandre în interior", a spus cercetătorul.

Cercetătorii au spus că microRNA-urile pot fi dezvoltate ca medicamente care ar putea preveni, încetini sau inversa artrita.

„Credem că am putea stimula aceste regulatoare pentru a regenera complet cartilajul degenerat al unei articulații artritice. Dacă ne putem da seama ce regulatori ne lipsesc în comparație cu salamandrele, am putea chiar să adăugăm componentele care lipsesc înapoi și să dezvoltăm o modalitate de a se regenera, la un moment dat, parțial sau integral, un membru uman rănit", a spus Kraus. „Credem că acesta este un mecanism fundamental de reparație care ar putea fi aplicat pe multe țesuturi, nu doar pe cartilaj".