Material nanoscópico inédito permite o crescimento de cartilagem natural

Pesquisadores da Universidade Northwestern projetaram, pela primeira vez, um nanomaterial bioativo que promove o crescimento de cartilagem nova sem a utilização de fatores de crescimento caros. Minimamente invasiva, a terapia ativa as células-tronco da medula óssea e produz cartilagem natural. Nenhuma terapia convencional havia conseguido tal feito.

"Ao contrário dos ossos, cartilagens não voltam a crescer, e, portanto, estratégias clínicas para regenerar esse tecido são de grande interesse", disse Samuel I. Stupp, autor do estudo e diretor do Instituto de Bio-nanotecnologia em Medicina.

A danificação da cartilagem pode provocar dor nas articulações, perda da função física e, eventualmente, osteoartrite.

"A cartilagem não se regenera em adultos. Uma vez que a pessoa esteja totalmente desenvolvida, ela terá a mesma cartilagem para sempre", disse o primeiro autor da pesquisa, Ramille N. Shah, professor de ciência e engenharia na Escola McCormick de Engenharia e Ciência Aplicada.

"O nosso material de fibras nanoscópicas estimula as células-tronco presentes na medula óssea a produzirem cartilagem contendo colágeno tipo II, principal proteína na cartilagem articular, e a reparar as juntas danificadas", acrescentou Shah. "Um procedimento chamado microfratura é a técnica mais comum atualmente utilizada pelos médicos, mas tende a produzir uma cartilagem contendo predominantemente o colágeno tipo I, que é mais parecido com o tecido de uma cicatriz."

O gel desenvolvido é injetado na forma líquida na área da articulação danificada, quando ela então se organiza e forma um sólido. Esta matriz extracelular liga, através de um design molecular, um dos fatores de crescimento mais importantes para a reparação e regeneração da cartilagem. Ao manter o fator de crescimento concentrado e localizado, as células da cartilagem tem a oportunidade de se regenerar.

Juntamente com Nirav A. Shah, um cirurgião ortopédico de medicina esportiva e ex-residente de ortopedia da Universidade Northwestern, os pesquisadores implantaram seu gel de nanofibras em um modelo animal com defeitos na cartilagem. Os animais foram tratados com microfratura, onde são feitos pequenos orifícios no osso abaixo da cartilagem danificada para criar uma fonte de sangue novo, que vai estimular o crescimento de nova cartilagem. Os pesquisadores testaram várias combinações: microfratura sozinha, microfratura e gel com fator de crescimento de nanofibras acrescentado, e microfratura e o gel sem o fator de crescimento de nanofibras.

Eles descobriram que a nova técnica produziu resultados muito melhores do que o procedimento de microfratura sozinha e, mais importante, descobriram que a adição do fator de crescimento caro não foi necessária para a obtenção de melhores resultados. Em vez disso, em função do design molecular do material de gel, o fator de crescimento, já presente no organismo, é suficiente para regenerar a cartilagem. A matriz só precisava existir durante um mês para produzir o crescimento da cartilagem e com base na auto-montagem de moléculas conhecidas como peptídeos anfifílicos, biodegrada em nutrientes e é substituída por cartilagem natural.

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