Uzdravení poškozené chrupavky může trvat dlouho, ale už v roce 2014 jsme mohli vidět slibnou studii, kde vědci vytvořili štěpy z buněk nosní chrupavky a nasadili je do poškozených kolenních kloubů. Vědci od té doby udělali několik pozoruhodných kroků vpřed a v poslední době demonstrují, jak umělá nosní tkáň může působit nejen jako strukturální výztuž pro problematické klouby, ale také jak její jedinečné vlastnosti mohou čelit zánětu při těžké (osteo)artróze.
Výzkum je dílem vědců z Univerzity v Basileji ve Švýcarsku a snaží se využít některé z unikátních schopností buněk nacházejících se v nosní přepážce, tj. chrupavce mezi nosními dírkami. Od buněk nacházejících se v chrupavkách v kloubech je odlišuje skutečnost, že postrádají určité geny, které inhibují reprodukci, tj. mohou růst a tvořit chrupavku mnohem snadněji. Zůstává to tak, i když stárneme, což znamená, že by teoreticky mohly být použity jako léčba zhoršujících se kloubů u starších lidí. Ve své studii z roku 2014 vědci pod vedením profesora Ivana Martina vzali kousky chrupavky z nosní přepážky testovaných osob, extrahovali buňky z této tkáně a poté je aplikovali na biokompatibilní oporu. Rostoucí buňky vytvořily štěp, který byl poté úspěšně použit jako náhrada poškozené kloubní chrupavky v koleni člověka; tam se ukázalo je schopen snášet i vysoké mechanické zatížení. Využití technologie k odstranění degenerativních změn kloubů způsobených osteoartrózou však představuje další výzvu.
„Situace u artrózy je náročnější, protože (artróza) je charakterizována přetrvávajícími zánětlivými reakcemi,“ vysvětluje Martin. „Museli jsme prozkoumat, jestli umělá tkáň dokáže odolávat a nebude napadena a degenerována zánětlivými faktory.“
Právě tato chronická zánětlivá tkáň odlišuje osteoartrózu od některých jiných defektů nebo poškození chrupavky, takže panovala určitá nejistota, zda mohou štěpy fungovat v tomto nepřátelském prostředí. Vědec začal tím, že umělou chrupavku vystavil zánětlivým faktorům na laboratorních modelech osteoartrózy, a pak u zvířat. To zahrnovalo testování jejích schopnosti snášet mechanické napětí i záněty její aplikací do osteoartritických kolenních kloubů ovcí, a výsledky byly povzbudivé.
Vědci zjistili, že nejenže si za těchto podmínek umělá chrupavka vedla dobře, ale také aktivně neutralizovala některé zánětlivé reakce. Při pátrání po příčinách vědci narazili na věrohodné vysvětlení tohoto efektu týkající se jedinečné plasticity a regeneračních schopností buněk nosní chrupavky.
„Účinek by mohl být způsoben skutečností, že molekulární signální dráha, tj. signalizace WNT, byla potlačena přítomností buněk nosní chrupavky,“ říká Martin. „Tato dráha je u artrózy chronicky upregulována, což je přičítáno vyšší expresi zánětlivých faktorů. Potlačení této dráhy by mohlo odpovídat schopnosti nosních chondrocytů čelit zánětlivým stavům.“
V návaznosti na úspěšné experimenty na zvířatech vědci poté vyzkoušeli techniku na dvou mladých pacientech s těžkou osteoartrózou, kteří dostali implantáty chrupavky vytvořené z vlastních nosních buněk. Oba pacienti hlásili snížení bolesti a zlepšení kvality života, přičemž snímky z MRI jednoho z nich ukazovaly, že se kosti v kolenním kloubu posunuly dále od sebe, což je známkou zotavení kloubu.
„Skutečně jsme zjistili, že tkáň vytvořená z buněk nosní chrupavky dokáže být robustní při zánětlivých stavech, a dokonce se to vypadalo, že působí proti zánětlivým reakcím,“ říká Martin.
Proto se vědci snaží provést rozsáhlé a hloubkové klinické studie, které testují účinnost technologie při řešení různých forem osteoartrózy postihujících jiné části kolena, včetně femoropatelární artrózy známé jako „běžecké koleno“. Profesor Martin říká, že plánují rozšířit léčbu tak, aby řešila i další klouby; už dostali povolení vyzkoušet ji na ramenních kloubech a kotnících. Se svým týmem také provede další výzkum přesných mechanismů těchto slibných funkcí umělé nosní chrupavky, aby porozuměli jejím ideálním vlastnostem včetně toho, kteří pacienti jsou pro léčbu nejvhodnější.