Uma equipa de investigadores do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto (i3S), no âmbito do projeto europeu RESTORE, desenvolveu um material implantável que consegue promover a formação e desenvolvimento de tecido cartilaginoso e, ao mesmo tempo, travar o processo inflamatório associado à osteoartrite, uma doença incapacitante que afeta quase 600 milhões de pessoas em todo o mundo. Os resultados, que abrem portas a novas terapias para regeneração de cartilagem, foram recentemente publicados na revista Advanced Functional Materials.
A osteoartrite (OA) é uma doença incapacitante que afeta 7,6 por cento da população mundial e representa um fardo considerável para os pacientes e para a sociedade devido à sua prevalência e custo económico. As terapias convencionais administradas sistemicamente conseguem bloquear a inflamação, mas não impedem o processo de degeneração do tecido cartilaginoso e a progressão da doença. Como a cartilagem, ao contrário do osso, não consegue autorregenerar-se existe uma necessidade crescente de desenvolvimento de abordagens que sejam eficazes nessa função.
Com o objetivo de superar as limitações das terapias tradicionais usadas na medicina regenerativa, a equipa do i3S decidiu melhorar uma matriz 3D biodegradável, já testada e aprovada na medicina veterinária, para poder ser usada em humanos, através da incorporação de nanomateriais carregados de ibuprofeno, um fármaco para o tratamento da dor, febre e inflamação.
De acordo com Daniela Pereira Vasconcelos, uma das primeiras autoras do artigo, «o uso de matrizes 3D é o meio mais promissor para regenerar a cartilagem, já que fornece um ambiente físico e químico favorável à sobrevivência e diferenciação das células da cartilagem, os chamados condrócitos». Uma vez implantada na lesão, acrescenta, «esta matriz 3D serve de “casa” às células da cartilagem e promove a sua proliferação até à formação de um novo tecido cartilaginoso».
Osteoartrite: trabalho supera limitações das terapias tradicionais usadas na medicina regenerativa
Para testar a eficácia desta matriz, explica Daniela Pereira de Vasconcelos, «recorremos a células de cartilagem de pacientes submetidos a artroplastia total da anca e ou joelho e cultivámo-las nestas estruturas 3D nanocapacitadas com ibuprofeno, denominadas Nanoenabled Col-PLA scaffold». Com este procedimento, adianta a investigadora, «verificámos que estas células de cartilagem foram capazes de diminuir o processo inflamatório e restaurar a produção de matriz extracelular, ou seja, restaurar o tecido cartilaginoso».
A equipa testou depois a resposta inflamatória aos produtos secretados pelas células da cartilagem em contacto com esta matriz 3D num modelo animal e verificou que há uma redução do recrutamento de células imunes e de mediadores inflamatórios com um papel importante na osteoartrite.
Este estudo, sublinha Catarina Leite Pereira, que partilha a primeira autoria do artigo, «demonstra que o modelo 3D desenvolvido tem a capacidade de promover o desenvolvimento de cartilagem, bem como modular a resposta inflamatória, superando as limitações das terapias tradicionais usadas na medicina regenerativa».
Com este trabalho, as investigadoras do i3S acrescentam, «tentamos ultrapassar dois dos principais desafios na engenharia de tecidos cartilaginosos: integração de propriedades biológicas e mecânicas adequadas numa estrutura 3D e modular a resposta do hospedeiro à estrutura 3D, recrutando células capazes de promover a regeneração e/ou modulando a interação com as células imunes que podem levar à rejeição da estrutura e/ou a uma resposta inflamatória exacerbada».
Este trabalho foi realizado no âmbito do projeto europeu RESTORE, coordenado pela investigadora Meriem Lamghari, líder do grupo do i3S Neuro Skeletal Circuits, e que integra mais quatro parceiros: o grupo Nanomedicines & Translational Drug Delivery, do i3S, o Department of Biotechnology and Nanomedicine SINTEF Industry, da Noruega, o Institute of Orthopedic Research and Biomechanics, University of Ulm, da Alemanha e a empresa Askel Healthcare Ltd, da Finlândia.
Gabinete de Imprensa:
Luísa Melo
Unidade de Comunicação i3S – Instituto de Investigação e Inovação em Saúde
Tlm: 917 585 435
e-mail: lmelo@i3s.up.pt
