Choroba zwyrodnieniowa stawów to stan, w którym chrząstka stawowa zostaje uszkodzona w wyniku stanu zapalnego lub urazów. Uszkodzeniom często towarzyszą wyrośle kostne, proces zapalny błony maziowej i tkanek okołostawowych. Choroba ta jest skutkiem naturalnego zużycia stawów i procesów starzenia.

2 mln Polaków cierpią na zwyrodnieniową chorobę stawów

Po 45. roku życia cierpi na nie nawet co trzecia osoba. Po 65. roku życia – już dwie trzecie. W wieku powyżej 75 lat na zwyrodnieniową chorobę stawów cierpi już zdecydowana większość ludzi. Szacuje się, że w Polsce choroba zwyrodnieniowa stawów dotyka przynajmniej 2 mln osób.

Ból stawów to nie jedyny problem, z którym się zmagają. U 80 procent chorych dochodzi do znacznego ograniczenia ich ruchomości. Z tego powodu choroba zwyrodnieniowa stawów jest najczęstszą przyczyną orzekania o niepełnosprawności.

Testowano wiele sposobów, które mają pomóc w regeneracji zniszczonych stawów. Nie udowodniono jednak, żeby którykolwiek z nich znacząco pomagał. Jeśli jakieś metody nawet były skuteczne, działały tylko na krótką metę.

Najskuteczniejszym sposobem byłby przeszczep tkanki chrzęstnej, ale ten stwarza problemy. U osób ze zniszczonymi stawami jest już za mało zdrowej tkanki do autoprzeszczepu. Transplantacja od innych dawców wiąże się z koniecznością przyjmowania leków obniżających odporność. Jest to konieczne, by organizm nie odrzucił obcej tkanki. Mimo tego nadal może się zdarzyć, że organizm przeszczep odrzuci.

Rozpuszczalne rusztowanie, które wytwarza prąd z ruchu ciała. I regeneruje tkanki

Na szczęście pojawiła się właśnie obiecująca innowacja. Nową terapię opracowali badacze z amerykańskiego University of Connecticut. Testowano ją na razie na królikach laboratoryjnych. Ze sporym sukcesem – tkanka chrzęstna uległa regeneracji, a króliki odzyskiwały sprawność stawów.

Nowym sposobem jest rusztowanie, które pobudza zużytą tkankę chrzęstną do regeneracji za pomocą impulsów elektrycznych. Nie wymaga ono zewnętrznego zasilania. Ma właściwości piezoelektryczne, czyli generuje prąd, gdy jest ściskane lub rozciągane. Implant zasilają więc same ruchy ciała pacjenta.

W stawy zwierząt wszczepiono taki materiał. Uformowano z niego porowatą strukturę, by tkanka chrzęstna mogła w nią wnikać. Przez miesiąc po zabiegu zwierzęta głównie odpoczywały. Potem oddano im kołowrotki. Biegały w nich po 20 minut dziennie, a ruch generował prąd elektryczny we wszczepionym w stawy rusztowaniu. Po kolejnych dwóch miesiącach oceniono sprawność zwierząt.

Elektryczne rusztowanie przyciąga komórki macierzyste ze szpiku i regeneruje zniszczone stawy

Zwierzęta, którym wszczepiono działające implanty były się w znacznie lepszej kondycji niż te, którym wszczepiono placebo. Był nim implant, który nie wytwarzał elektryczności.

Badacze nie poprzestali jednak na ocenie sprawności zwierząt. Pobrali próbki tkanki chrzęstnej z ich stawów. Badania pod mikroskopem potwierdziły, że tkanka chrzęstna zaczęła odrastać, a stawy były w znacznie lepszym stanie.

Różnica była znacząca. Zwierzęta z wszczepionym implantem-placebo osiągały średnio 5 punktów na 18-punktowej skali oceny stanu stawów. Te, którym wszczepiono wytwarzające prąd rusztowanie – aż 15 na 18 punktów.

Implant sprawił, że zniszczone stawy odzyskały ponad 80 procent tkanki chrzęstnej. – Rusztowanie przyciągnęło komórki macierzyste ze szpiku kostnego – tłumaczy Thanh Nguyen, jeden z autorów pracy.

Implant regenerujący stawy czekają dalsze testy

Materiał, który wykorzystali badacze składa się z polilaktydu, zwanego też poli(kwasem mlekowym). Ten związek chemiczny jest już używany w medycynie. Wytwarza się zeń rozpuszczalne nici chirurgiczne i implanty stomatologiczne. W organizmie rozkłada się w ciągu około dwóch miesięcy. Badacze chcieliby teraz zmodyfikować go tak, by mógł dłużej służyć jako „elektryczne rusztowanie”.

Choć rezultaty są obiecujące, badacze pozostają ostrożni w obietnicach. – To naprawdę znakomity wynik. Jednak musimy przetestować tę metodę u większych zwierząt, zbliżonych masą do człowieka – mówi Ngyuen.

Uczeni chcą też obserwować zwierzęta przez przynajmniej rok lub dwa, by dowieść, że tak zregenerowana tkanka chrzęstna jest trwała. Poprzednie sposoby pobudzania jej wzrostu – bez użycia elektryczności – okazywały się skuteczne tylko na krótką metę. Odrastająca tkanka chrzęstna była krucha i zużywała się znacznie szybciej.

Jeśli jednak badacze dowiodą, że impulsy elektryczne regenerują tkanki w sposób trwały, będzie to, jak sami podkreślają, przełom w medycynie regeneracyjnej.

Źródła: University of Connecticut, Science Translational Medicine.