Novo biomaterial regenera cartilagem hialina em ovelhas

O organismo consegue reparar-se bastante bem, mas algumas estruturas anatómicas têm dificuldade em recuperar depois de uma lesão.

Um desses materiais é a cartilagem - o tecido conjuntivo, simultaneamente esponjoso e firme, que impede que os ossos rocem e sofram impactos uns contra os outros. Com o passar do tempo, as componentes translúcidas, ou «hialinas», da cartilagem podem degradar-se severamente, levando a problemas dolorosos como a osteoartrite e a condromalácia.

Regeneração da cartilagem hialina

Há anos que os cientistas procuram uma forma de regenerar cartilagem hialina e uma equipa liderada pela Universidade Northwestern, nos EUA, alcançou agora um avanço. Os investigadores criaram um biomaterial que, quando injectado em cartilagem lesionada de ovelhas vivas, funcionou como uma estrutura de suporte e estimulou o recrescimento da cartilagem em articulações em movimento.

«A cartilagem é um componente essencial das nossas articulações», afirma Samuel Stupp, químico da Universidade Northwestern.

«Quando a cartilagem é lesionada ou se deteriora ao longo do tempo, pode afectar profundamente a saúde geral e a mobilidade das pessoas. O problema é que, nos seres humanos adultos, a cartilagem não possui uma capacidade intrínseca de cicatrização. A nossa nova terapia consegue induzir a reparação de um tecido que não se regenera naturalmente. Pensamos que o nosso tratamento poderá ajudar a responder a uma necessidade clínica séria que continua por satisfazer.»

A degradação da cartilagem constitui um enorme problema de saúde. Um inquérito realizado em 2011, abrangendo 18 países, concluiu que eram efectuadas mais de 1,3 milhões de cirurgias de substituição total do joelho todos os anos, sendo os problemas de cartilagem um dos principais factores.

Embora existam outras intervenções que podem ajudar, como a criação de microfracturas para induzir a reparação da cartilagem, estas levam frequentemente ao crescimento do tipo errado de cartilagem: fibrocartilagem dura e fibrosa, semelhante a tecido cicatricial cartilagíneo, em vez da cartilagem hialina lisa e elástica que reveste as articulações.

Uma das abordagens terapêuticas que os cientistas têm vindo a aperfeiçoar consiste em usar estruturas de suporte nos defeitos da cartilagem, para favorecer o crescimento de cartilagem hialina. Esta opção revelou resultados promissores em pequenos mamíferos, como ratinhos, mas falha em mamíferos de maior porte, provavelmente devido às pressões e forças mais intensas a que estão sujeitas as articulações dos animais maiores.

Biomaterial para reparar cartilagem danificada

Stupp e os seus colegas desenvolveram um material que parece solucionar este problema evidente. Trata-se de um biomaterial composto por dois elementos.

O primeiro é uma molécula peptídica que se liga a uma proteína denominada factor de crescimento transformador beta-1, a qual desempenha um papel crucial no crescimento e na divisão celular, sobretudo no esqueleto, onde regula o desenvolvimento do osso e da cartilagem.

A segunda componente é o ácido hialurónico, conhecido por muitos através dos produtos de cuidados da pele, nos quais ajuda a manter a pele macia ao reter a humidade. Também está presente nas articulações e na cartilagem, onde actua como lubrificante e participa na cicatrização de feridas.

Em experiências realizadas em tubos de ensaio, os investigadores verificaram que este material híbrido favorecia a diferenciação condrogénica - ou seja, a proliferação das células da cartilagem, chamadas condrócitos. O material formava feixes de filamentos, uma estrutura natural presente nos tecidos musculoesqueléticos.

Muitas linhas de investigação chegaram ao mesmo ponto em condições laboratoriais. O verdadeiro teste seria verificar o seu desempenho num animal vivo que pudesse servir de referência para os seres humanos. Como as ovelhas estão sujeitas a cargas mecânicas semelhantes às humanas, foi nelas que os ensaios foram realizados.

Resultados em ovelhas e próximos passos

Os cientistas transformaram o material numa suspensão, que injectaram em defeitos de cartilagem nas articulações posteriores do joelho de ovelhas. Em cada animal do estudo, criaram pequenos orifícios nos dois joelhos posteriores: num deles injectaram a suspensão e o outro foi deixado sem tratamento, como controlo.

Ao entrar em contacto com o cálcio dos ossos das ovelhas, a suspensão endureceu e formou uma matriz semelhante a borracha. Os condrócitos começaram então a desenvolver-se e cresceram até preencherem o orifício criado à medida que a estrutura de suporte se degradava. Além disso, tratava-se do tipo correcto de cartilagem: cartilagem hialina. Ao fim de poucas semanas, os defeitos tratados apresentavam uma melhoria notável, sobretudo em comparação com os controlos.

Um tratamento semelhante poderá ser ainda mais eficaz nos seres humanos. Não é possível explicar a uma ovelha que deve repousar e evitar apoiar peso numa perna lesionada, enquanto os doentes tratados por lesões da cartilagem são frequentemente imobilizados após a cirurgia.

Naturalmente, serão necessários mais investigação e desenvolvimento, seguindo-se ensaios clínicos em seres humanos. Ainda assim, os resultados sugerem que, um dia, poderá estar disponível um tratamento capaz de reduzir a necessidade de opções mais invasivas e menos eficazes.

«Ao regenerar a cartilagem hialina», afirma Stupp, «a nossa abordagem deverá ser mais resistente ao desgaste, resolvendo a longo prazo o problema da mobilidade reduzida e da dor nas articulações, ao mesmo tempo que evita a necessidade de reconstrução articular com grandes peças de equipamento.»

A investigação foi publicada nas Actas da Academia Nacional de Ciências.