Celule stem, create pentru a "creste" cartilajul deteriorat

Rezumat: Celulele stem sunt studiate intens ca posibilă soluție pentru regenerarea cartilajului deteriorat de artroză și alte afecțiuni articulare. În laborator, cercetătorii pot transforma, cultiva sau modifica anumite celule astfel încât să favorizeze formarea cartilajului și să reducă inflamația.

Studiile pe animale au oferit rezultate promițătoare, iar unele studii clinice la persoane cu gonartroză au raportat reducerea durerii și îmbunătățirea funcției articulare. Dovezile privind refacerea propriu-zisă a cartilajului sunt însă mai puțin convingătoare și diferă între studii.

De aceea, terapiile cu celule stem pentru artrita degenerativă rămân în mare parte în domeniul cercetării și necesită confirmare prin studii clinice riguroase.

1. Ce sunt celulele stem și ce proprietăți au?
2. De ce se deteriorează cartilajul în artrite?
a. Artrita și artroza: cum sunt diferite?
b. Ce se întâmplă cu articulațiile în artroză?
3. Pot celulele stem să regenereze cartilajul?
a. Ce arată studiile de laborator și cele pe animale?
b. Ce rezultate au fost observate în studiile clinice?
4. Cum sunt create celulele stem pentru refacerea cartilajului?
a. Celule modificate în laborator
b. Inginerie tisulară și biomateriale pentru regenerarea cartilajului
5. Ce beneficii ar putea avea tratamentele cu celule stem pentru artroză?
a. Reducerea durerii și inflamației
b. Încetinirea deteriorării articulației
6. Care sunt riscurile și limitele terapiilor cu celule stem?
7. Concluzie

NEWSLETTER DOC DEDICAT

1. Ce sunt celulele stem și ce proprietăți au?

Celulele stem sunt celule care au două caracteristici importante: se pot multiplica și pot da naștere unor celule mai specializate. În funcție de tipul lor, pot fi transformate în diferite țesuturi, ceea ce explică interesul pentru ele în medicina regenerativă.

În cercetările asupra articulațiilor sunt studiate în special celulele stem sau stromale mezenchimale, numite frecvent MSC. Acestea pot fi obținute din măduva osoasă, țesutul adipos, cordonul ombilical, membrana sinovială și alte țesuturi.

În anumite condiții de laborator, celulele pot fi orientate spre diferențierea în condrocite, celulele care formează cartilaj. Ele produc și numeroase molecule care influențează inflamația, sistemul imunitar și activitatea celulelor din articulație.

De aceea, efectele celulelor stem nu depind neapărat numai de transformarea lor directă în cartilaj. O parte importantă a cercetării actuale urmărește substanțele pe care celulele le secretă și modul în care acestea pot crea un mediu favorabil reparării țesuturilor.

O altă categorie este reprezentată de celulele stem pluripotente induse, sau iPSC. Cercetătorii pot „reprograma” celule adulte astfel încât acestea să recapete capacitatea de a se transforma în mai multe tipuri celulare, inclusiv în celule asemănătoare condrocitelor.

2. De ce se deteriorează cartilajul în artrite?

Cartilajul articular acoperă capetele oaselor și permite mișcarea lină a articulației, reducând frecarea și absorbind o parte din șocuri. Spre deosebire de numeroase alte țesuturi, cartilajul are o capacitate foarte redusă de autoreparare.

Una dintre explicații este faptul că nu conține vase de sânge. Astfel, accesul celulelor și al substanțelor necesare regenerării este limitat, iar o leziune importantă nu se vindecă în același mod ca o rană a pielii.

a. Artrita și artroza: cum sunt diferite?

Termenul „artrită” este folosit pentru un grup larg de boli și probleme care afectează articulațiile. Unele sunt predominant inflamatorii, precum artrita reumatoidă, în care sistemul imunitar atacă în mod greșit țesuturile articulare.

Artroza, numită și osteoartrită, este cea mai frecventă formă de artrită. Ea nu reprezintă pur și simplu „uzura” cartilajului, ci o boală complexă în care se modifică treptat mai multe structuri ale articulației.

b. Ce se întâmplă cu articulațiile în artroză?

Pe măsură ce artroza evoluează, cartilajul își pierde structura normală. Pot apărea modificări ale osului aflat sub cartilaj, inflamația membranei sinoviale, modificări ale ligamentelor și meniscurilor și formarea osteofitelor.

Aceste schimbări pot duce la durere, rigiditate și limitarea mobilității. Artroza afectează frecvent genunchii, șoldurile, mâinile și coloana vertebrală.

Problema cercetătorilor este că eliminarea durerii nu înseamnă automat regenerarea cartilajului. Un tratament poate îmbunătăți simptomele fără să producă un strat nou de cartilaj cu structura și rezistența celui original.

3. Pot celulele stem să regenereze cartilajul?

Teoretic, celulele stem oferă mai multe posibilități. Pot fi stimulate să formeze celule de cartilaj, pot secreta factori care protejează condrocitele existente și pot influența răspunsul inflamator din articulație.

În practică, regenerarea unui cartilaj articular matur, rezistent și capabil să suporte ani întregi greutatea corpului este mult mai dificilă. Refacerea completă a unui defect de cartilaj rămâne o provocare importantă a medicinei regenerative.

a. Ce arată studiile de laborator și cele pe animale?

Studiile preclinice arată că mediul în care sunt plasate celulele contează foarte mult. Cercetătorii folosesc factori de creștere, structuri tridimensionale, hidrogeluri și alte semnale pentru a favoriza transformarea celulelor în țesut asemănător cartilajului.

Un studiu publicat în 2024 a folosit tehnologia CRISPR-dCas9 pentru a modifica activitatea unor gene în celule stromale mezenchimale. Cercetătorii au stimulat calea legată de factorul SOX9, important pentru formarea cartilajului, și au redus o cale implicată în inflamație.

Celulele astfel modificate au avut o capacitate mai bună de diferențiere spre cartilaj și proprietăți imunomodulatoare îmbunătățite. În modelele preclinice de artroză, ele au redus degradarea cartilajului și durerea mai mult decât celulele nemodificate.

Aceste rezultate sunt importante, dar nu înseamnă că aceeași tehnică poate fi oferită în prezent pacienților. Studiile preclinice sunt o etapă necesară înaintea testării extinse a siguranței și eficacității la oameni.

b. Ce rezultate au fost observate în studiile clinice?

Rezultatele studiilor la oameni sunt încurajatoare, dar nu uniforme. O meta-analiză care a inclus 18 articole provenite din studii randomizate a constatat reducerea durerii și funcției la 12 luni pentru terapiile cu MSC comparativ cu placebo.

Un studiu clinic de fază III a inclus 146 de persoane cu gonartroză de gradele 2 și 3. Participanții au primit celule stromale mezenchimale din măduvă sau placebo, ambele grupuri primind ulterior acid hialuronic.

După 12 luni, grupul tratat cu celule a raportat reduceri mai mari ale durerii și rigidității și îmbunătățirea funcției. Evaluările RMN au sugerat reducerea deteriorării calității cartilajului, însă volumul cartilajului nu a crescut semnificativ.

Un studiu randomizat mai mic, publicat în 2025 și realizat pe 24 de pacienți, a raportat ameliorări ale unor scoruri funcționale și semne imagistice compatibile cu o posibilă încetinire a deteriorării cartilajului după administrarea intraarticulară de MSC.

Aceste date arată de ce trebuie făcută diferența dintre diminuarea durerii, protejarea cartilajului existent și creșterea unui cartilaj nou. Primele două efecte au dovezi mai consistente decât regenerarea completă a suprafeței articulare.

4. Cum sunt create celulele stem pentru refacerea cartilajului?

Expresia „celule stem create” poate descrie proceduri foarte diferite. Uneori, celulele sunt recoltate din organism, selectate și multiplicate în laborator. Alteori sunt diferențiate, reprogramate genetic sau introduse într-o structură artificială care le ajută să formeze cartilaj.

În cazul iPSC, celulele adulte sunt reprogramate în laborator pentru a dobândi caracteristici pluripotente. Ulterior, printr-o succesiune atent controlată de semnale, cercetătorii încearcă să le transforme în condrocite potrivite pentru cartilajul articular.

a. Celule modificate în laborator

Celulele mezenchimale pot fi cultivate și expuse la factori care stimulează formarea cartilajului. Cercetătorii încearcă să controleze expresia genelor, răspunsul la inflamație și producția matricei extracelulare care conferă cartilajului proprietățile sale mecanice.

Tehnologiile de editare și reglare genetică reprezintă o direcție mai nouă. Exemplul CRISPR-dCas9 din 2024 arată că celulele pot fi programate simultan pentru a avea un potențial condrogenic mai mare și un răspuns inflamator mai redus.

O asemenea intervenție ridică însă cerințe suplimentare de siguranță. Cercetătorii trebuie să demonstreze că modificările sunt controlabile și stabile și că celulele nu formează țesuturi nedorite ori nu dobândesc o capacitate anormală de proliferare.

b. Inginerie tisulară și biomateriale pentru regenerarea cartilajului

O altă strategie este combinarea celulelor stem cu un suport tridimensional, numit „scaffold”. Acesta funcționează ca o schelă microscopică pe care celulele se pot fixa, multiplica și organiza.

Hidrogelurile sunt printre cele mai studiate materiale. Conțin multă apă și pot reproduce parțial mediul matricei extracelulare din cartilaj, protejând celulele și menținându-le în zona lezată.

Unele hidrogeluri pot fi proiectate să elibereze treptat factori de creștere sau alte molecule. Altele sunt concepute să răspundă la mediul inflamator ori la solicitările mecanice din articulație.

Există și construcții fără scaffold, în care celulele sunt cultivate astfel încât să formeze singure un țesut tridimensional. O astfel de strategie bazată pe MSC provenite din membrana sinovială a ajuns inclusiv la prime studii clinice pentru repararea defectelor de cartilaj.

5. Ce beneficii ar putea avea tratamentele cu celule stem pentru artroză?

Scopul ideal ar fi dublu: reducerea simptomelor și protejarea sau regenerarea structurii articulației. În acest moment, dovezile clinice susțin mai bine posibilitatea ameliorării durerii și funcției decât refacerea sigură a cartilajului pierdut.

a. Reducerea durerii și inflamației

Celulele stem mezenchimale secretă molecule cu efecte antiinflamatoare și imunomodulatoare. Aceste mecanisme pot influența mediul din articulația afectată de artroza și pot reduce activitatea unor procese care contribuie la durere și deteriorarea țesuturilor.

Mai multe studii clinice au raportat scăderi ale scorurilor de durere și îmbunătățirea funcției după injecții cu MSC. Totuși, efectele diferă în funcție de sursa celulelor, doză, modul de preparare și caracteristicile pacienților.

b. Încetinirea deteriorării articulației

O posibilitate deosebit de interesantă este încetinirea progresiei artrozei. Unele investigații RMN din studiile clinice sugerează conservarea calității cartilajului sau modificări favorabile ale unor leziuni. Acest lucru nu trebuie echivalat automat cu formarea unui cartilaj complet nou.

În viitor, combinarea celulelor cu biomateriale, factori de creștere sau tehnologii genetice ar putea oferi rezultate mai bune decât simpla injectare a celulelor în articulație. Deocamdată, majoritatea acestor strategii se află în faze de cercetare.

6. Care sunt riscurile și limitele terapiilor cu celule stem?

Una dintre principalele probleme este lipsa standardizării. Celulele pot proveni din țesut adipos, măduvă osoasă sau cordon ombilical, pot fi autologe sau provenite de la donatori și pot fi cultivate prin metode diferite.

Doza, numărul injecțiilor, stadiul artrozei și metodele de evaluare diferă și ele între studii. Din acest motiv, rezultatele unui anumit produs celular nu pot fi extinse automat asupra tuturor tratamentelor comercializate drept „terapie cu celule stem”.

Reacțiile observate în studiile controlate sunt adesea ușoare și includ durere sau umflare după injecție. Totuși, terapiile celulare neaprobate și insuficient controlate pot implica riscuri mai serioase, precum infecții, reacții imune sau dezvoltarea unor țesuturi nedorite.

Mai există și problema cartilajului nou format. Pentru a fi cu adevărat util, acesta trebuie să semene cu cartilajul hialin natural, să se integreze în țesutul existent și să suporte solicitări mecanice ani întregi.

Acesta este unul dintre motivele pentru care o îmbunătățire la RMN sau reducerea durerii după câteva luni nu poate demonstra singură vindecarea artrozei.

7. Concluzie

Celulele stem reprezintă una dintre cele mai interesante direcții de cercetare pentru repararea cartilajului. Oamenii de știință pot cultiva, diferenția și chiar modifica genetic celulele pentru a favoriza formarea cartilajului și a limita inflamația.

Studiile de laborator și cele pe animale au produs rezultate promițătoare. La oameni, există dovezi că unele terapii cu celule mezenchimale pot reduce durerea și îmbunătăți funcția în gonartroză.

Dovezile privind regenerarea consistentă și durabilă a cartilajului sunt însă insuficiente. Artroza nu poate fi considerată în prezent vindecabilă printr-o simplă injecție cu celule stem, iar eficacitatea diferitelor produse nu este echivalentă.

Viitorul ar putea consta în combinarea celulelor stem cu ingineria tisulară, hidrogeluri, biomateriale și reglarea genetică. Pentru ca aceste metode să devină tratamente obișnuite pentru artrita degenerativă, sunt necesare studii clinice mai mari, standardizate și cu urmărire pe termen lung.

Întrebări și răspunsuri

Întrebare: Ce rol au celulele stem în tratarea gonartrozei?
Răspuns: Celulele stem mezenchimale sunt studiate pentru reducerea durerii și inflamației și pentru posibilitatea de a proteja cartilajul. Unele studii arată rezultate promițătoare, dar regenerarea completă a cartilajului nu este încă demonstrată.

Întrebare: Pot celulele stem să refacă un cartilaj complet distrus?
Răspuns: În prezent, nu există dovezi solide că o injecție cu celule stem poate reface complet și durabil cartilajul pierdut în artroza avansată.

Întrebare: Din ce țesuturi pot proveni celulele stem folosite pentru articulații?
Răspuns: În cercetare sunt utilizate mai ales celule mezenchimale provenite din măduva osoasă, țesutul adipos, membrana sinovială sau țesuturile cordonului ombilical.

Întrebare: Ce sunt celulele stem modificate genetic pentru cartilaj?
Răspuns: Sunt celule asupra cărora cercetătorii intervin în laborator pentru a stimula procesele care favorizează formarea cartilajului sau pentru a reduce inflamația. Aceste tehnici sunt încă experimentale.

Întrebare: Sunt tratamentele cu celule stem un tratament standard pentru artroză?
Răspuns: Nu. Deși există numeroase studii clinice și rezultate promițătoare, terapiile regenerative cu aceste celule nu reprezintă în prezent un tratament standard universal acceptat pentru artroză.

Nu uitați că un diagnostic corect poate fi pus doar de către un medic specialist, în urma unui consult și a investigațiilor adecvate. Puteți face chiar acum o programare, prin platforma DOC-Time, aici. Iar dacă nu sunteți siguri la ce specialist ar fi indicat să mergeți, vă recomandăm să începeți cu un consult de medicină internă, pentru care puteți face, de asemenea, programări prin DOC-Time.

Sursă foto: Shutterstock
Bibliografie:
Pub Med - Intra-Articular Injection of Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells in Knee Osteoarthritis: A Randomized, Double-Blind, Controlled Trial
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39874108/
Studiul „Intra-Articular Injection of Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells in Knee Osteoarthritis: A Randomized, Double-Blind, Controlled Trial”, apărut în Cell Transplant. 2025 Jan-Dec:34:9636897241303275. Doi: 10.1177/09636897241303275, autori: Bong-Woo Lee et al.
PMC - Advancements in hydrogel design for articular cartilage regeneration: A comprehensive review
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11418067/
Studiul „Advancements in hydrogel design for articular cartilage regeneration: A comprehensive review”, apărut în Bioact Mater. 2024 Sep 14;43:1–31. doi: 10.1016/j.bioactmat.2024.09.005, autori: Fariba Hashemi-Afzal et al.
PMC - Mesenchymal stem cells for osteoarthritis: Recent advances in related cell therapy
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11711223/
Studiul „Mesenchymal stem cells for osteoarthritis: Recent advances in related cell therapy”, apărut în Bioeng Transl Med. 2024 Aug 5;10(1):e10701. doi: 10.1002/btm2.10701, autori: Jianjing Lin et al.