Лекарите казваха, че хрущялът не може да се регенерира. Сега преосмислят това

Хрущялът рядко привлича внимание – докато не започне да се разпада.

Десетилетия наред пациентите с артрит слушат една и съща присъда: когато хрущялът се износи, той не може да порасне отново. За разлика от повечето тъкани в тялото, хрущялът има изключително бедно кръвоснабдяване, което силно ограничава способността му да се възстановява след увреждане. Това биологично ограничение обяснява защо остеоартритът – резултат от постепенното разграждане на хрущяла – остава водеща причина за инвалидизация в световен мащаб.

Тъй като все още няма одобрено лекарство, което да забавя или обръща развитието на заболяването, лечението обикновено е насочено към облекчаване на болката и поддържане на подвижността чрез физиотерапия. Когато ставите са тежко увредени, често единствената оставаща опция е операция за смяна на ставата. Преобладаващото схващане е, че загубата на хрущял е неизбежна, механично следствие от по-дългата продължителност на живота.

Днес учените започват да поставят под въпрос това убеждение. Вместо просто да ограничават увреждането или да заменят ставите, те проучват дали хрущялът може да бъде стимулиран да се възстановява сам.

Един от обещаващите подходи се фокусира върху възстановяване на хрущяла от нулата.

„Движението е отпечатък. То е маркер за живот“, казва Самюъл Стъп, химик и специалист по материали в Северозападния университет. „Ако не можем да се движим без болка, е трудно да бъдем пълноценни.“

Изследванията на Стъп се основават на идеята, че възстановяването на структурата на хрущяла може да задейства и неговото естествено обновяване.

Неговият екип създава инжекционен материал, предназначен не просто да запълва загубения обем, а да осигурява среда, която насърчава растежа на нов хрущял. Скелето е изградено от къси протеинови фрагменти и модифицирана форма на хиалуронова киселина и се впръсква директно в увредените участъци на ставата.

(Какво се опитват да ви кажат пукащите ви колене?)

Веднъж попаднал там, материалът се самосглобява във фини влакънца, които се преплитат в мека, но еластична мрежа. Тази структура наподобява здрав хрущял и, което е не по-малко важно, изпраща сигнали към околните клетки да изграждат нова тъкан, вместо да формират по-слаба, белегоподобна структура.

За да оценят как материалът се държи под реални натоварвания, изследователите го тестват върху овце, чиито коленни стави са сходни по размер и механично натоварване с човешките. В рамките на шест месеца третираните стави започват да образуват нов хрущял, богат на колаген II и протеогликани, ключовите молекули, които осигуряват здравина и гъвкавост. Новообразуваната тъкан изглеждала и функционирала много по-близо до естествения хрущял, отколкото до по-слабия фиброхрущял, който често се образува след стандартни терапии като микрофрактурната хирургия. Това подсказва, че възстановяването може да бъде трайно.

Възстановяването на структурата на хрущяла е само част от пъзела. Самият процес на стареене може да направи ставите по-малко способни да се регенерират. В Станфордския университет изследователите насочват вниманието си към биологията на стареенето и молекулярните промени, които намаляват възстановителния потенциал на хрущяла.

Хелън Блау, професор по микробиология и имунология, открива – и продължава да изследва – протеин, наречен 15-PGDH, чиито нива се увеличават с възрастта. Този ензим разгражда ключова молекула, необходима за възстановяването на тъканите, което забавя регенерацията и води до постепенно отслабване на функциите. Такива протеини са известни като „герозими“ – молекулни регулатори, които оформят биологията на стареенето.

Блау и нейната колежка Ниди Бутани, доцент по ортопедична хирургия, откриват, че при по-възрастни мишки блокирането на 15-PGDH обръща загубата на хрущял, която нормално съпътства остаряването. При животни с увреждания, подобни на разкъсване на предна кръстна връзка, терапията предотвратява развитието на остеоартрит. Лечението води до по-нормално движение и по-добро натоварване на увредените крайници, ясен знак за по-добра ставна функция.

Човешки проби потвърждават тези резултати. Хрущял, взет от операции за смяна на колянната става, реагира на инхибитора в лабораторни условия, като произвежда нов, функционален хиалинен хрущял – гладката, еластична тъкан, която позволява плавното движение в ставите.

„Хората с болки в ставите отчаяно се нуждаят от облекчение и разполагат с твърде малко възможности“, казва Блау. Бутани допълва: „Този нов инхибитор може да се насочи към самата причина за болката, като поправи увредения хрущял.“

Докато стареенето бавно ерозира хрущяла, възпалението може да го разруши много по-бързо. В клиниката „Майо“ Кристофър Еванс, професор по ортопедична хирургия и молекулярна медицина, се концентрира не толкова върху възстановяването на хрущяла, колкото върху възпрепятстването на възпалителните сигнали, които движат заболяването.

„Ако успеем да прекъснем възпалителния цикъл, можем да запазим ставата, преди да се увреди“, обяснява Еванс.

Той посвещава десетилетия на изследването на интерлевкин-1, протеин, който активира имунния отговор след нараняване. В здрави тъкани той действа кратко, но при остеоартрит се задържа, поддържайки възпалението и ускорявайки разрушаването на хрущяла. Опитите да бъде блокиран чрез инжектирани лекарства са трудни, тъй като въведените в ставата протеини бързо се отмиват от кръвообращението и лимфната система.

Генната терапия предлага начин да се преодолее това предизвикателство. Екипът на Еванс вкарва генетични инструкции директно в коляното, карайки ставните клетки сами да произвеждат естествен противовъзпалителен протеин. Само след една инжекция ставата се превръща в собствен източник на терапия, поддържайки стабилни местни нива на защитната молекула, вместо да я губи за часове.

В ранно проучване за безопасност нивата на протеина в ставната течност остават повишени най-малко една година, без сериозни странични ефекти. Участниците съобщават за намалена болка и подобрена подвижност, макар че изследването е малко и не е предназначено да измерва дългосрочни резултати. По-големи клинични изпитвания вече са в ход. Целта не е пълно възстановяване на хрущяла, а прекъсване на възпалителния цикъл, който ускорява неговата загуба, и запазване на ставата възможно най-дълго.

Нито една от тези стратегии все още не е доказала траен ефект в мащабни клинични проучвания. Но взети заедно, те демонстрират промяната в начина, по който учените гледат на остеоартрита. Дълго време възприеман като неизбежно механично износване, той все повече се разбира като динамичен биологичен процес, оформян от молекули, клетки и структури, които могат да бъдат повлияни и потенциално променени.