Учёные из Стэнфордского университета нашли способ восстанавливать хрящевую ткань в стареющих коленных суставах — пока что у мышей. Метод основан на блокировке белка 15-PGDH, содержание которого в организме растёт с возрастом. Такой подход не только обратил естественную потерю хряща у пожилых животных, но и защитил грызунов от развития артрита после травм колена, похожих на разрыв передней крестообразной связки (ПКС) у людей.
Результаты также показали перспективность метода для человеческих тканей. Образцы хряща, взятые во время операций по замене коленного сустава, начали вырабатывать новый полноценный хрящ в ответ на лечение. По мнению исследователей, это говорит о том, что повреждённый из-за старения или артрита хрящ может восстанавливаться лучше, чем считалось ранее. Если методика подтвердит эффективность для людей, она способна привести к созданию таблеток или инъекций, которые регенерируют хрящ и снижают потребность в операциях по замене коленного или тазобедренного сустава.
Остеоартрит — дегенеративное заболевание суставов, при котором хрящ постепенно разрушается, вызывая боль, отёки и ограничение подвижности. В США им страдает примерно каждый пятый взрослый, а прямые расходы на медицинскую помощь оцениваются в 65 миллиардов долларов ежегодно. Существующие методы лечения в основном направлены на снятие боли и симптомов, а при тяжёлой форме единственным вариантом остаётся хирургическая замена сустава. Надёжного лекарства, замедляющего или обращающего вспять остеоартрит, пока нет.
Исследование под руководством Стэнфордской медицины сосредоточилось на белке 15-PGDH, который учёные называют «героферментом» — так обозначают ферменты, накапливающиеся с возрастом и способствующие утрате функций тканей. Ранее та же группа показала, что 15-PGDH регулирует старение в разных тканях: его блокировка увеличивала мышечную массу и выносливость у старых мышей, а повышение уровня белка у молодых животных приводило к ослаблению мышц. Белок также связан с восстановлением костей, нервов и клеток крови. В большинстве этих тканей заживление зависит от деления стволовых клеток, но хрящ повёл себя иначе: вместо стволовых клеток существующие хрящевые клетки — хондроциты — меняли активность генов и возвращались к более молодому состоянию.
«Это новый способ регенерации взрослой ткани, и он имеет значительный клинический потенциал для лечения артрита, вызванного старением или травмой, — сказала Хелен Блау, профессор микробиологии и иммунологии. — Мы искали стволовые клетки, но они здесь явно не участвуют. Это очень вдохновляет». Блау и Нидхи Бхутани, доцент ортопедической хирургии, стали старшими авторами работы, опубликованной в журнале Science. Ведущие авторы — Мамта Сингла и Юй Синь (Уилл) Ван. Учёные сравнили уровень 15-PGDH в хряще коленей молодых и старых мышей и обнаружили, что с возрастом он примерно удваивается. Затем пожилым животным давали малую молекулу, блокирующую белок: в одном эксперименте препарат вводили в брюшную полость, в другом — прямо в коленный сустав. Оба способа дали заметный результат: хрящ, который был тоньше и менее функциональным, чем у молодых мышей, становился толще по всей поверхности сустава, причём клетки производили именно гиалиновый хрящ, необходимый для здорового движения, а не менее подходящий фиброхрящ.
Отдельно проверялось, поможет ли лечение после травм колена. Разрывы ПКС часто случаются в футболе, баскетболе и лыжном спорте, а примерно у половины пострадавших в течение 15 лет развивается остеоартрит. В экспериментах на мышах ингибитор вводили дважды в неделю в течение четырёх недель после травмы, и это резко снизило вероятность развития остеоартрита. У животных, получавших контрольный препарат, уровень 15-PGDH был вдвое выше, чем у мышей без травмы, и болезнь развивалась за четыре недели. Пролеченные мыши двигались нормальнее и больше опирались на лапу травмированной ноги. Исследователи также изучили хрящ людей с остеоартритом, перенёсших полную замену коленного сустава: после недели обработки ингибитором 15-PGDH в тканях стало меньше хондроцитов с этим белком, снизилась активность генов разрушения хряща, и образцы начали восстанавливать суставной хрящ. «Механизм поразителен и действительно изменил наши представления о том, как может происходить регенерация тканей, — отметила Бхутани. — Ясно, что большая группа уже существующих клеток хряща меняет характер экспрессии генов. Воздействуя на эти клетки для регенерации, мы можем получить более значимый клинический эффект».
Полученные данные пока не доказывают, что лечение способно отрастить хрящ или предотвратить остеоартрит у людей: результаты на мышах и опыты с человеческими тканями — лишь важное раннее свидетельство, и для подтверждения безопасности и эффективности нужны клинические испытания. Оральный ингибитор 15-PGDH уже проходит клинические тесты при другой возрастной проблеме — мышечной слабости. «Первая фаза клинических испытаний ингибитора 15-PGDH при мышечной слабости показала, что он безопасен и активен у здоровых добровольцев, — добавила Блау. — Мы надеемся, что похожее испытание скоро начнётся для проверки его действия на регенерацию хряща. Мы очень воодушевлены этим потенциальным прорывом. Представьте: можно отрастить существующий хрящ и избежать замены сустава». Источник: ScienceDaily.