Nowa era leczenia kolana? Dwie terapie, które mogą odsunąć protezę

Chorujące kolano zwykle oznacza ból, coraz mniejszą sprawność i w końcu trudną operację z wszczepieniem sztucznej stawu.

Naukowcy próbują właśnie przerwać ten schemat.

Dwie niezależne grupy badawcze z USA pokazały, że uszkodzony chrząstka stawowa wcale nie musi być wyrokiem. Jedna metoda próbuje „odmłodzić” tkanki od środka, druga daje im rodzaj inteligentnego rusztowania. Jeśli te podejścia przejdą pełną drogę kliniczną, sposób leczenia kolan może zmienić się nie do poznania.

Dlaczego chrząstka w kolanie praktycznie się nie naprawia

Powierzchnie kości w kolanie pokrywa cienka, gładka warstwa chrząstki stawowej. Działa jak amortyzator i smar jednocześnie. Problem w tym, że ta tkanka ma minimalne możliwości samonaprawy. Nie jest dobrze ukrwiona, zawiera mało komórek, a te, które są, pracują coraz gorzej z wiekiem.

Gdy chrząstka zaczyna pękać i ścierać się, pojawia się ból, trzaski, sztywność. Z czasem odsłania się kość, a każdy krok staje się męką. Miliony osób z zaawansowaną chorobą zwyrodnieniową stawu kończą z protezą kolana – operacją drogą, wymagającą długiej rehabilitacji i niepozbawioną powikłań.

Dotychczasowe terapie głównie łagodzą ból. Nie potrafią przywrócić kolanu pełnowartościowej chrząstki, takiej jak u zdrowej, młodszej osoby.

Standardowe metody, jak tzw. mikrozłamania (nawiercanie kości, by pobudzić wytworzenie tkanki zastępczej), dają raczej chrząstkę gorszej jakości – bardziej bliznowatą, mniej odporną na obciążenia. Dlatego świat medycyny od lat szuka sposobu, by uruchomić prawdziwą regenerację.

Blokada „enzymu starzenia” – jak odświeżyć stare chrząstki

Zespół Stanford Medicine przyjrzał się temu, co dzieje się w stawach wraz z wiekiem na poziomie biochemicznym. Naukowcy skupili się na białku o nazwie 15-PGDH, którego ilość rośnie w starzejącej się chrząstce.

To białko rozkłada cząsteczkę prostaglandyny E2 – ważnego sygnału, który pomaga tkankom goić się i przebudowywać. W praktyce im więcej 15-PGDH, tym słabszy naturalny naprawczy potencjał chrząstki.

Doświadczenia na myszach i ludzkiej chrząstce

Badacze wstrzykiwali do kolan starych myszy inhibitor 15-PGDH, czyli związek, który blokuje działanie tej enzymatycznej „gilotyny”. Efekt zaskoczył nawet ich samych.

• komórki chrząstki (chondrocyty) zaczęły zachowywać się jak młodsze
• wzrósł udział komórek wytwarzających tzw. chrząstkę szklistą, najbardziej sprężystą i odporną na ścieranie
• spadła liczba komórek produkujących fibrochrząstkę, czyli tkankę bardziej bliznowatą i słabszą mechanicznie

W liczbach wyglądało to bardzo konkretnie: odsetek komórek tworzących chrząstkę szklistą podskoczył z około 22% do 42%, a komórek odpowiedzialnych za gorszej jakości tkankę ubyło o połowę. To już nie kosmetyczna różnica, ale faktyczna zmiana charakteru tkanki.

Naukowcy poszli krok dalej i zastosowali ten sam inhibitor na fragmencie ludzkiej chrząstki, usuniętej podczas operacji wymiany kolana. Po tygodniu pojawiły się wyraźne oznaki przebudowy w kierunku zdrowszej tkanki.

Blokowanie 15-PGDH nie tylko hamuje proces starzenia w chrząstce, ale wręcz przełącza komórki w tryb „młodszej wersji”, zdolnej do wytwarzania mocniejszej, szklistej chrząstki.

Co istotne, wczesne testy bezpieczeństwa inhibitorów 15-PGDH na zdrowych ochotnikach już się odbyły i nie wykazały poważnych działań niepożądanych. To skraca drogę do kolejnych etapów badań, tym razem u osób z rzeczywistym problemem stawowym.

Żel, który po wstrzyknięciu zamienia się w „rusztowanie” dla nowej chrząstki

Drugi kierunek prac pochodzi z Northwestern University. Tu naukowcy nie tyle manipulują biochemią stawu, ile tworzą sprytny materiał, który ma pomóc komórkom zbudować od nowa brakującą chrząstkę.

Stworzony biomateriał łączy dwa elementy: krótki fragment białka (peptyd bioaktywny) oraz chemicznie zmodyfikowany kwas hialuronowy, dobrze znany m.in. z preparatów „na stawy” czy kosmetologii. Ta mieszanka po połączeniu samoistnie układa się w cienkie włókna – nanostruktury przypominające rusztowanie naturalnej chrząstki.

Test na owcach z uszkodzonym kolanem

Mieszankę podaje się w formie gęstego żelu. Po wstrzyknięciu do stawu, w kontakcie z jonami wapnia, obecnymi w płynie stawowym, żel przechodzi w bardziej uporządkowaną, porowatą strukturę. Tworzy się coś w rodzaju miękkiej, elastycznej siatki.

Badacze zastosowali taki materiał u owiec, u których w jednej z dużych stawów – zbliżonych budową do ludzkiego kolana – wywołano znaczne ubytki chrząstki. Po sześciu miesiącach zaczęto obserwować powstawanie nowej chrząstki, bogatej w kolagen typu II i proteoglikany, czyli dwa składniki kluczowe dla wytrzymałości i elastyczności stawu.

Biomateriał działa jak tymczasowy szkielet: przyciąga i prowadzi komórki tak, by wypełniły ubytek zdrową, zintegrowaną z kością chrząstką.

Różnica względem dotychczas stosowanych mikrozłamań jest zasadnicza. W mikrozłamaniach organizm wytwarza raczej fibrochrząstkę, mniej trwałą, szybką do wytworzenia, ale podatną na ponowne uszkodzenia. W przypadku materiału z Northwestern od początku widać tendencję do formowania chrząstki szklistej, podobnej do tej, jaką mamy naturalnie w zdrowym kolanie.

Zespół kierowany przez Samuela Stuppa przygotowuje już dokumentację dla amerykańskiej agencji leków FDA, by rozpocząć pierwsze badania na ludziach. To etap, który zwykle decyduje o tym, czy dany pomysł ma szansę trafić kiedyś do gabinetu ortopedy, czy zostanie w laboratorium.

Dwie różne drogi, ten sam cel: uniknąć protezy

Choć opisane podejścia działają zupełnie inaczej, prowadzą w tym samym kierunku: dać pacjentowi możliwość zregenerowania własnego stawu, zamiast go wymieniać. Jedna metoda „odblokowuje” zdolności naprawcze uśpione w chrząstce. Druga proponuje jej rodzaj inteligentnej podpory, która porządkuje proces gojenia.

Na chorobę zwyrodnieniową stawów cierpi ogromna część dorosłej populacji. Szacuje się, że w USA dotyka blisko jednej piątej dorosłych i generuje dziesiątki miliardów dolarów kosztów leczenia rocznie. We Francji mowa o ponad 10 milionach chorych, w Polsce statystyki też idą w miliony. Mimo to żaden obecny lek nie odtwarza utraconej chrząstki – można jedynie łagodzić ból albo skierować pacjenta na operację.

Co to może realnie zmienić dla osób z bólem kolan

Jeśli kolejne etapy badań potwierdzą skuteczność, przyszły scenariusz leczenia może wyglądać zupełnie inaczej niż dziś. Zamiast wielkiej operacji z wymianą stawu, ortopeda mógłby w wybranych przypadkach zaproponować serię iniekcji – blokujących enzym starzenia albo wypełniających ubytek specjalnym żelem.

Dla pacjenta oznaczałoby to mniejsze ryzyko powikłań, krótszą rekonwalescencję i większą szansę na zachowanie „własnego” kolana na dłużej. Protezy nadal będą potrzebne w bardzo zaawansowanych stadiach choroby, gdy praktycznie nie ma już co ratować. Ale grupa osób, które można zatrzymać wcześniej, mogłaby wyraźnie się powiększyć.

Warto pamiętać, że takie terapie nie zastąpią zdrowego stylu życia. Nadwaga, słabe mięśnie, brak ruchu czy dawne urazy wciąż będą obciążać kolano. Iniekcja nie cofnie wszystkiego, jeżeli staw cały czas pracuje „w złych warunkach”. Można ją raczej traktować jako dodatkowe narzędzie, które ma większą szansę zadziałać, gdy pacjent równolegle dba o masę ciała, siłę mięśni i odpowiedni poziom aktywności.

Dla osób aktywnych fizycznie takie kierunki badań dają nową nadzieję. Sport amatorski i zawodowy często kończy się uszkodzeniami chrząstki, a dotąd granicą bywało właśnie przejście z leczenia zachowawczego do protezy. Jeśli lekarze zyskają bezpieczne sposoby odbudowy tkanki o jakości zbliżonej do naturalnej, ścieżka kariery sportowej czy po prostu aktywnego życia po czterdziestce i pięćdziesiątce może wyglądać już zupełnie inaczej.