Miliony lidí na celém světě trpí chronickými bolestmi kloubů a vyhlídkou na invazivní operaci. Nová studie ze Stanfordovy univerzity však přináší revoluční obrat. Výzkumníci objevili způsob, jak zablokovat specifický protein spojený se stárnutím, čímž u laboratorních zvířat i lidských tkání nastartovali masivní regeneraci hladké kloubní chrupavky. Pokud se úspěch potvrdí v klinických testech, éra plošných výměn kyčelních a kolenních kloubů by mohla brzy skončit.

Osteoartróza je nejčastější formou artritidy, která postihuje obrovské množství dospělé populace. Nemoc postupně rozkládá chrupavku v kloubech, což vede k bolestem, ztuhlosti a otokům. Současná medicína se přitom omezuje pouze na tlumení symptomů – podávání léků proti bolesti a v pokročilých stádiích na chirurgickou výměnu celého kloubu za umělou endoprotézu. Dosud neexistoval žádný schválený lék, který by dokázal destruktivní proces v kloubu zpomalit, zastavit, nebo dokonce zvrátit.

To se nyní mění. Tým vědců ze Stanford Medicine (akademického zdravotnického systému spojeného s americkou Stanfordovou univerzitou, sdružující lékařskou fakultu a síť zdravotnických zařízení, pozn. red.), publikoval v prestižním časopise Science studii, která ukazuje, že poškozenou chrupavku je možné opravit. Cílem léčby je specifický protein ze skupiny tzv. „gerozymů“, tedy enzymů stárnutí. Tyto proteiny se s přibývajícím věkem v těle hromadí a přispívají ke zhoršování funkcí tkání v celém organismu.

„Miliony lidí trpí s věkem bolestmi a otoky kloubů. Jde tedy o obrovskou, dosud nenaplněnou lékařskou potřebu. Až dosud neexistoval žádný lék, který by přímo léčil příčinu ztráty chrupavky. Tento inhibitor gerozymu však vyvolává dramatickou regeneraci chrupavky, která překonává vše, co bylo dosud popsáno v reakci na jakýkoli jiný lék či zákrok,“ uvedla jedna z hlavních autorek studie, profesorka ortopedické chirurgie Nidhi Bhutaniová.

Buňky mládnou samy, bez kmenových buněk

Lidské tělo obsahuje více druhů chrupavek, ale artróza napadá primárně hladkou a kluzkou hyalinní (artikulární) chrupavku, která umožňuje volný pohyb kolen, kyčlí či ramen. Na rozdíl od jiných tkání se tato chrupavka téměř nikdy sama neobnovuje.

Vědci původně předpokládali, že za případnou obnovou budou stát kmenové buňky. Výzkum však odhalil zcela nový biologický mechanismus. Namísto aktivace kmenových buněk dokázaly specializované buňky chrupavky změnit aktivitu svých genů a doslova se vrátit do mladšího, zdravějšího stavu.

„Jedná se o nový způsob regenerace dospělé tkáně, který má významný klinický příslib pro léčbu artrózy způsobené stárnutím nebo zraněním,“ vysvětluje Helen Blauová, profesorka mikrobiologie a imunologie a ředitelka Baxterova laboratorního centra pro biologii kmenových buněk. „Hledali jsme kmenové buňky, ale ty v tom zjevně nehrají roli. Je to velmi vzrušující.“

Mohlo by vás zajímat

Pozoruhodné výsledky u starých myší i po úrazech

Když vědci porovnali chrupavky mladých a starých myší, zjistili, že hladina enzymu stárnutí se ve stáří přibližně zdvojnásobuje. Starší myši proto začali léčit nově vyvinutou látkou, která aktivitu tohoto enzymu blokuje. Látka byla podávána buď celkově, nebo injekčně přímo do kolenního kloubu.

Výsledky vědce ohromily. Chrupavka, která byla vlivem věku tenká a opotřebovaná, na povrchu kloubu masivně dorostla. Detailní testy potvrdily, že se jedná o kýženou funkční hyalinní chrupavku, nikoli o méně poddajné vazivo. „Regenerace chrupavky v takovém rozsahu u starých myší nás zaskočila. Ten účinek byl pozoruhodný,“ přiznává profesorka Bhutaniová.

Látka navíc vykázala skvělé výsledky při prevenci vzniku artrózy po úrazech. Vědci modelovali situaci odpovídající přetržení přední zkřížené vazby – což je typické sportovní zranění (např. u lyžování nebo fotbalu), po kterém až polovina pacientů do 15 let rozvine osteoartrózu. Myši, které po úrazu dostávaly inhibitor dvakrát týdně po dobu jednoho měsíce, měly riziko rozvoje artrózy minimální, chodily normálně a poškozenou končetinu plně zatěžovaly.

Lidská tkáň z operací reaguje stejně

Klíčovým momentem studie bylo testování na lidském materiálu. Vědci izolovali vzorky chrupavek od pacientů, kteří museli podstoupit totální endoprotézu kolene kvůli těžké artróze.

Už po jednom týdnu působení inhibitoru vykazovala lidská tkáň radikální změny. Výrazně ubylo buněk, které chrupavku poškozovaly, a naopak se utlumily geny způsobující zánět a degradaci kolagenu. Tkáň navíc začala sama produkovat novou artikulární chrupavku.

„Mechanismus je naprosto ohromující a skutečně změnil náš pohled na to, jak může regenerace tkání probíhat,“ netajila emoce Bhutaniová. „Je jasné, že velká skupina již existujících buněk v chrupavce mění vzorce své genové exprese. Tím, že se zaměříme na tyto buňky, můžeme mít z klinického hlediska mnohem větší celkový dopad.“

Injekce místo skalpelu?

Představa, že by poškozené klouby bylo možné léčit pouhou lokální injekcí nebo dokonce tabletou, se tak přibližuje realitě. Ústní forma tohoto léku se totiž již nyní testuje v klinických studiích fáze 1 u lidských dobrovolníků kvůli léčbě věkem podmíněné svalové slabosti, kde se potvrdila jeho bezpečnost.

Vědci doufají, že klinické testy zaměřené přímo na chrupavky a klouby začnou velmi brzy. Pro zdravotní systémy na celém světě – včetně České republiky, kde totální náhrada kyčelního kloubu představuje obrovskou finanční i kapacitní zátěž – by takový lék znamenal miliardové úspory a pro pacienty návrat k aktivnímu životu bez nutnosti implantace umělých kloubů. „Doufáme, že brzy bude zahájena podobná studie, která otestuje účinek na regeneraci chrupavky,“ uzavírá profesorka Helen Blauová.