Przełom dla chorych na kolana: regeneracja chrząstki bez sztucznej protezy

Miliony osób z bolącymi kolanami słyszy dziś jedną propozycję: wymiana stawu.

Naukowcy pokazują, że wkrótce może to być ostateczność.

Chrząstka stawowa od lat uchodziła za tkankę praktycznie „jednorazową”. Gdy raz się zniszczy, lekarze mogą jedynie łagodzić ból, a na końcu proponują ciężką operację z wstawieniem protezy. Dwie nowe metody opracowane w renomowanych ośrodkach medycznych sugerują jednak, że kolano można zacząć naprawiać dużo wcześniej – za pomocą zastrzyku, a nie skalpela.

Dlaczego chrząstka w kolanie prawie się nie goi

Chrząstka stawowa to gładka, elastyczna „wyściółka” na końcach kości. Dzięki niej kolano, biodro czy bark poruszają się bez tarcia. Problem w tym, że ta tkanka ma znikomą zdolność samonaprawy. Nie ma w niej naczyń krwionośnych, więc komórkom trudno odbudować uszkodzone miejsce.

Gdy chrząstka zaczyna się ścierać, rozwija się choroba zwyrodnieniowa stawów, czyli artroza. Ból narasta, pojawia się sztywność, puchnięcie, ograniczenie ruchu. Z czasem kość ociera o kość. Wtedy część pacjentów kończy na oddziale ortopedii z kwalifikacją do endoprotezy kolana.

Standardowe leczenie skupia się dziś na walce z bólem, a nie na realnej odbudowie chrząstki. To właśnie ma się zmienić.

Nowe prace badawcze pokazują, że chrząstkę da się pobudzić do odnowy na dwa sposoby: „odmładzając” jej komórki i dając im rusztowanie, po którym mogą rosnąć jak po szkielecie budynku.

Blokada enzymu starzenia: zastrzyk, który odmładza chrząstkę

Cel: przywrócić młody profil komórek chrząstki

Zespół badawczy ze Stanford Medicine skupił się na jednej konkretnej cząsteczce w stawie. To enzym o nazwie 15-PGDH, którego poziom rośnie wraz z wiekiem. Ten enzym „sprząta” prostaglandynę E2 – związek potrzebny tkankom do odnowy.

Naukowcy postanowili sprawdzić, co się stanie, gdy ten enzym zablokują bezpośrednio w stawie kolanowym. U starszych myszy podali inhibitor 15-PGDH w formie zastrzyku do kolana. Zaskakująco szybko zobaczyli zmianę w zachowaniu komórek chrząstki, czyli chondrocytów.

Po blokadzie 15-PGDH chondrocyty zaczęły zachowywać się jak komórki młodsze, zwiększając produkcję mocniejszej, bardziej wartościowej chrząstki.

Więcej „prawdziwej” chrząstki, mniej słabego wypełniacza

W kolanie mamy dwa główne „rodzaje” chrząstki:

• chrząstkę szklistą – gładką, wytrzymałą, idealną do przenoszenia obciążeń,
• fibrochrząstkę – tkankę bardziej bliznowatą, gorszej jakości, która często powstaje przy nieudanej naprawie.

Po terapii u myszy odsetek komórek produkujących chrząstkę szklistą wzrósł z około 22% do 42%. Jednocześnie liczba komórek odpowiedzialnych za fibrochrząstkę spadła mniej więcej o połowę. To oznacza nie tylko większą ilość tkanki, ale przede wszystkim lepszą jakość regeneracji.

Badacze sięgnęli też po chrząstkę pobraną z kolan ludzi podczas wymiany stawu. Po tygodniu kontaktu z inhibitorem 15-PGDH pojawiły się pierwsze sygnały odnowy także w ludzkiej tkance. Co ważne, wcześniejsze badania wczesnej fazy wykazały, że ten typ leku jest bezpieczny u zdrowych ochotników.

Docelowo terapia mogłaby wyglądać jak seria zastrzyków dostawowych, które zmieniają „chemię starzenia” wewnątrz kolana, zamiast je wymieniać.

„Inteligentny” żel: wstrzykiwany ruszt dla nowej chrząstki

Biomateriał, który naśladuje naturalne środowisko stawu

Drugie podejście pochodzi z Northwestern University. Tamtejszy zespół zbudował specjalny biomateriał, który po wstrzyknięciu do stawu ma pełnić rolę rusztowania dla nowej chrząstki.

Ten materiał składa się z dwóch elementów: bioaktywnego peptydu (krótkiego fragmentu białka) i chemicznie zmodyfikowanego kwasu hialuronowego. Po połączeniu tworzą strukturę, która samoistnie układa się w nanowłókna przypominające naturalną sieć w chrząstce stawowej.

Biomateriał podaje się jako gęsty żel, który łatwo wstrzyknąć igłą. Po kontakcie z jonami wapnia obecnymi w płynie stawowym żel zmienia się w miękką, porowatą matrycę. Ta matryca staje się miejscem, gdzie komórki stawu mogą się osiedlić i zacząć wytwarzać nową tkankę.

Testy na zwierzętach: sześć miesięcy do nowej tkanki

Badacze sprawdzili działanie żelu na owcach z poważnymi uszkodzeniami chrząstki w stawie zbliżonym budową do ludzkiego kolana. W ciągu pół roku w miejscu podania zaczął wyrastać nowy materiał zawierający kolagen typu II oraz proteoglikany. To właśnie te dwa elementy odpowiadają za sprężystość i odporność mechaniczną stawu.

Nowa tkanka przypominała chrząstkę szklistą, a nie typową bliznę, którą często daje obecnie stosowana metoda mikrofraktur.

W technice mikrofraktur chirurg robi w kości wiele drobnych otworów, aby wywołać krwawienie i napływ komórek zdolnych do naprawy. Często kończy się to powstaniem fibrochrząstki – słabszej i krócej żyjącej. W testach biomateriał z Northwestern dawał tkankę bardziej zbliżoną do naturalnej chrząstki, która powinna dłużej wytrzymać obciążenia.

Zespół naukowców szykuje się teraz do rozmów z amerykańskim regulatorem leków w sprawie pierwszych badań klinicznych z udziałem ludzi.

Nowa nadzieja dla osób z artrozą kolana

Artroza dotyka ogromnej części społeczeństwa. W Stanach Zjednoczonych choruje na nią mniej więcej co piąty dorosły, generując wydatki zdrowotne rzędu dziesiątek miliardów dolarów rocznie. We Francji mówi się o ponad 10 milionach chorych. W Polsce skala jest zbliżona – szacuje się, że dolegliwości zwyrodnieniowe stawów ma kilka milionów osób, zwłaszcza po 50. roku życia.

Obecnie lekarze dysponują zaledwie kilkoma narzędziami:

• lekami przeciwbólowymi i przeciwzapalnymi,
• wiskosuplementacją, czyli zastrzykami z preparatów przypominających maź stawową,
• rehabilitacją, redukcją masy ciała,
• zabiegami chirurgicznymi, w tym wymianą stawu.

Żadna z tych metod nie odbudowuje utraconej chrząstki w sposób trwały i pełny. Cel obu nowych terapeutycznych kierunków jest wspólny: wypełnić tę lukę. Zamiast czekać, aż kolano całkowicie się „zużyje”, lekarz mógłby wcześniej wkroczyć z serią zastrzyków, które pobudzą tkankę do samoregeneracji.

Jeżeli wyniki badań na ludziach potwierdzą wcześniejsze obserwacje, część pacjentów może uniknąć protezy lub przynajmniej odwlec ją o wiele lat.

Czego realnie można się spodziewać po takich terapiach

Warto pamiętać, że prace wciąż trwają w laboratoriach i na zwierzętach, a u ludzi zaczynają się dopiero najwcześniejsze badania. Zanim nowe zastrzyki trafią do gabinetów ortopedycznych, minie zapewne kilka lat. Trzeba sprawdzić nie tylko bezpieczeństwo, ale też trwałość efektu – czy chrząstka powstała dzięki żelowi lub blokadzie enzymu będzie dobrze znosić dekady obciążenia.

Można jednak wyobrazić sobie praktyczne scenariusze. Osoba w wieku 50–60 lat, która zaczyna mieć wyraźne, udokumentowane uszkodzenia chrząstki, dostaje propozycję terapii dostawowej. Serie iniekcji w określonych odstępach czasu mają spowolnić zużycie stawu i dać mu szansę na odnowę. Jeśli ból zmaleje, a ruchomość się poprawi, pacjent zyskuje kilka, a może kilkanaście lat bez operacji.

Największe korzyści mogą odnieść osoby, które zareagują wcześnie: sportowcy amatorzy, osoby otyłe rozpoczynające odchudzanie, pacjenci po urazach kolana. W takich sytuacjach każda dodatkowa warstwa mocnej chrząstki może zdecydować, czy za kilka lat będzie potrzebna sala operacyjna, czy wystarczy kontrolna wizyta w poradni.

Z drugiej strony, nowe terapie rodzą pytania o koszty i dostępność. Zaawansowane biomateriały czy leki celowane zwykle na początku są drogie. Systemy ochrony zdrowia będą musiały zderzyć początkowy wydatek z potencjalną oszczędnością na mniejszej liczbie protez i krótszych hospitalizacjach. Jeśli bilans wyjdzie na plus, takie zastrzyki do kolana mogą stać się w przyszłości standardem – obok fizjoterapii i modyfikacji stylu życia.