W przełomie, który sprawi, że starzejący się sportowcy i wchodzący po schodach będą ostrożnie optymistyczni, badacze ze Stanford Medicine odkryli, jak odnowić utraconą chrząstkę kolanową u starszych myszy i zapobiec artretyzmowi po poważnych urazach stawów – i mają próbki ludzkich tkanek, aby to potwierdzić.

Kluczem jest białko zwane 15-PGDH, które badacze ochrzcili mianem „gerozymu” – zasadniczo biologicznego gbura, który staje się coraz bardziej powszechny z wiekiem i pomaga niszczyć różne tkanki. Zablokuj to białko, a starsze myszy zaczną odrastać chrząstkę, jakiej można by oczekiwać u znacznie młodszego gryzonia. Próbki z rzeczywistych operacji wymiany stawu kolanowego u ludzi również zaczęły produkować nową, funkcjonalną chrząstkę po wystawieniu na działanie tej metody.

Choroba zwyrodnieniowa stawów, najczęstsza forma artretyzmu, dotyka około jednej na pięć dorosłych osób w USA i generuje rocznie około 65 miliardów dolarów bezpośrednich kosztów opieki zdrowotnej. Obecne leczenie to zasadniczo środki przeciwbólowe, a gdy robi się naprawdę źle – wymiana stawu; nie ma zatwierdzonego leku, który spowalniałby, zatrzymywał lub odwracał chorobę. To podejście, które docelowo może przyjąć formę miejscowego zastrzyku, a nawet doustnego leku, ma to zmienić.

„To nowy sposób regeneracji dorosłych tkanek i ma znaczący potencjał kliniczny w leczeniu artretyzmu spowodowanego starzeniem się lub urazem” – powiedziała Helen Blau, profesor mikrobiologii i immunologii, która współkierowała badaniem z Nidhi Bhutani. „Szukaliśmy komórek macierzystych, ale wyraźnie nie są one zaangażowane. To bardzo ekscytujące.”

Oto dziwna część: chrząstka nie regeneruje się tak jak inne tkanki. Zamiast polegać na komórkach macierzystych, komórki produkujące chrząstkę, zwane chondrocytami, najwyraźniej po prostu decydują się znów być młode – zmieniając swoją aktywność genów jak osoba w średnim wieku, która nagle zaczyna jeździć na deskorolce. Leczenie działa poprzez blokowanie 15-PGDH, które normalnie rozkłada prostaglandynę E2, cząsteczkę pomagającą w regeneracji.

Gdy zespół leczył starsze myszy – czy to poprzez zastrzyk do jamy brzusznej, czy bezpośrednio do kolana – chrząstka, która z wiekiem stała się cieńsza, odrosła grubsza na powierzchni stawu. I to był ten dobry rodzaj: chrząstka szklista, gładka i śliska, która pozwala kolanom poruszać się bez brzmienia jak worek żwiru, a nie mniej skuteczna chrząstka włóknista.

„Regeneracja chrząstki w takim stopniu u starszych myszy była dla nas zaskoczeniem” – powiedziała Bhutani. „Efekt był niezwykły.”

Badacze przetestowali również leczenie na modelu mysim naśladującym zerwanie ACL – rodzaj urazu, który wysyła piłkarzy i narciarzy na ławkę rezerwowych i często prowadzi do choroby zwyrodnieniowej stawów w ciągu około 15 lat. Myszy, które otrzymywały inhibitor gerozymu dwa razy w tygodniu przez cztery tygodnie po urazie, były znacznie mniej narażone na rozwój artretyzmu, chodziły bardziej normalnie i obciążały więcej masy na uszkodzonej kończynie.

W ludzkich próbkach chrząstki z operacji wymiany stawu kolanowego, tygodniowe leczenie inhibitorem 15-PGDH zmniejszyło liczbę komórek degradujących chrząstkę i zwiększyło produkcję nowej chrząstki stawowej.

Doustna wersja leczenia jest już testowana w badaniach klinicznych nad związanym z wiekiem osłabieniem mięśni, a Blau zauważyła, że badania fazy 1 wykazały, że jest bezpieczna i aktywna u zdrowych ochotników. „Mamy nadzieję, że podobne badanie zostanie wkrótce uruchomione, aby przetestować jej wpływ na regenerację chrząstki” – powiedziała. „Wyobraź sobie odrastanie istniejącej chrząstki i unikanie wymiany stawu.”

Badanie zostało opublikowane w Science i sfinansowane przez listę instytucji biomedycznych, w tym National Institutes of Health, Baxter Foundation i Li Ka Shing Foundation. Blau, Bhutani i kilku współautorów posiada patenty na technologię licencjonowaną przez Epirium Bio, gdzie Blau jest współzałożycielem i posiada udziały.