Implantes ‘feitos de suas próprias células’ podem acabar com dor nas costas
As dores nas costas e no pescoço geralmente são o resultado do dano progressivo dos discos que separam as vértebras espinhais. Graças a novas pesquisas multidisciplinares, em breve poderemos ter uma solução melhor para esse problema: discos de bioengenharia criados a partir das células de uma pessoa.
A degeneração do disco intervertebral é um problema comum que afeta um grande segmento da população.
Normalmente, discos intervertebrais saudáveis funcionam absorvendo o estresse colocado na coluna vertebral à medida que movemos e ajustamos nossa postura de maneira semelhante a uma suspensão de carro.
Se esses discos se desgastarem, poderá causar dor em várias áreas das costas ou do pescoço de uma pessoa.
Até agora, os tratamentos para a degeneração do disco intervertebral incluem cirurgia de fusão da coluna vertebral e a substituição dos discos danificados por artificiais.
No entanto, essas abordagens trazem benefícios limitados porque não podem restaurar a função completa dos discos intervertebrais que substituem.
Agora, uma equipe de pesquisa multidisciplinar da Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia, da Escola de Engenharia e Ciência Aplicada e da Faculdade de Medicina Veterinária tem como objetivo resolver esse problema desenvolvendo discos intervertebrais bioengenharia feitos a partir de células-tronco de um indivíduo.
As células-tronco são células indiferenciadas que têm o potencial de se “transformar” em qualquer célula especializada. É por isso que eles se tornaram o foco de vários estudos de pesquisa médica, incluindo o atual.
Os pesquisadores da Universidade da Pensilvânia têm trabalhado nos últimos 15 anos em modelos de discos de bioengenharia – primeiro em estudos de laboratório, depois em pequenos animais e, mais recentemente, em grandes animais.
“Este é um passo importante: cultivar um disco tão grande no laboratório, colocá-lo no espaço do disco e fazer com que ele comece a se integrar ao tecido nativo ao redor. Isso é muito promissor “, diz o professor Robert L. Mauck, co-autor sênior do estudo atual.
“O padrão atual de atendimento não restaura o disco, portanto, nossa esperança com este dispositivo de engenharia é substituí-lo de uma maneira biológica, funcional e recuperar toda a amplitude de movimento”, acrescenta ele.
Anteriormente, os pesquisadores testaram os novos discos – chamados de “estruturas de camadas angulares de disco” (DAPS) – em caudas de ratos por 5 semanas.
No novo estudo, cujos resultados aparecem na revista Medicina Translacional em Ciências, a equipe desenvolveu os discos projetados ainda mais. Eles então testaram o novo modelo – chamado “DAPS modificado pela placa terminal” (eDAPS) – em ratos novamente, mas desta vez por até 20 semanas.
A nova estrutura do disco de engenharia biológica permite que ele mantenha melhor sua forma e se integre mais facilmente ao tecido circundante.
Após vários testes – exames de ressonância magnética e várias análises mecânicas e de tecidos – os pesquisadores descobriram que, no modelo de ratos, o eDAPS efetivamente restaurou a estrutura e a função do disco original.
Esse sucesso inicial motivou a equipe de pesquisa a estudar o eDAPS em cabras e implantou o dispositivo nas espinhas cervicais de alguns dos animais. Os cientistas optaram por trabalhar com cabras porque, como explicam, os discos espinhais cervicais das cabras têm dimensões semelhantes às dos seres humanos.
Além disso, as cabras têm estatura semi-vertical, permitindo que os pesquisadores aproximem seu estudo um passo dos ensaios em humanos.
Os testes dos pesquisadores em cabras também foram bem-sucedidos. Eles notaram que o eDAPS se integrava bem ao tecido circundante, e a função mecânica dos discos correspondia pelo menos, se não superada, à dos discos cervicais originais das cabras.
“Acho realmente emocionante termos chegado tão longe, desde a cauda dos ratos até os implantes de tamanho humano”, diz o Dr. Harvey E. Smith, co-autor sênior do estudo.
“Quando você olha para o sucesso na literatura a partir de dispositivos mecânicos, acho que há uma boa razão para estarmos otimistas de que podemos alcançar esse mesmo sucesso, se não exceder com os discos projetados. ”
Dr. Harvey E. Smith
Os pesquisadores dizem que o próximo passo incluirá a realização de ensaios mais extensos em cabras, o que permitirá aos cientistas entender melhor o quão bem o eDAPS funciona.
Além disso, a equipe de pesquisa planeja testar o eDAPS em modelos de degeneração do disco intervertebral humano, assim esperançosamente chegando um passo mais perto dos ensaios clínicos.
“É muito desejável implantar um dispositivo biológico feito de suas próprias células”, observa o Dr. Smith, acrescentando que, “usando um verdadeiro tecido de engenharia de tecidos o dispositivo de substituição de preservação de movimento em artroplastias dessa natureza não é algo que já fizemos em ortopedia. ”
“Eu acho que seria uma mudança de paradigma para como realmente tratamos essas doenças da coluna vertebral e como abordamos a reconstrução poupadora de movimento das articulações”, continua ele.
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