Os cientistas desenvolveram um novo método de parar ou reverter a deficiência e a dor causada pela doença degenerativa do disco na coluna usando terapias celulares, de acordo com um estudo de prova de conceito publicado na revista.
Pesquisadores da Escola de Engenharia Duke Pratt da Duke University, em Durham, Carolina do Norte, desenvolveram novos biomateriais capazes de liberar uma injeção de células reparadoras ao núcleo pulposo (NP), efetivamente interrompendo a dor causada pela doença degenerativa do disco.
O NP é o “gelatinoso” amortecimento encontrado entre os discos da coluna vertebral. Segundo os pesquisadores, o tecido do NP distribui a pressão e proporciona mobilidade da coluna, ajudando a aliviar a dor nas costas.
A doença discal degenerativa é uma condição espinhal comum causada pela quebra dos discos intervertebrais. É mais provável que ocorra à medida que a pessoa envelhece, onde os discos começam a se desgastar e perdem a capacidade de amortecer a coluna. Isso pode levar a mais complicações, como artrite.
Melhorando os métodos existentes
Pesquisas prévias em laboratório provaram que reimplantar células NP pode atrasar a degeneração do disco, dizem os pesquisadores.
Mas Aubrey Francisco, do Departamento de Engenharia Biomédica da Duke, diz que, embora muitas empresas ofereçam estratégias de distribuição celular na tentativa de impedir a degeneração do disco, os métodos são ruins, ineficazes e permitem que as células migrem rapidamente para fora do local da injeção. “
Lori Setton do Departamento de Engenharia Biomédica e do Departamento de Cirurgia Ortopédica da Duke, diz:
“Nosso principal objetivo era criar um material que fosse líquido no início, gel após injeção no espaço do disco, e manter as células no local onde elas são necessárias. Nosso segundo objetivo era criar um material que fornecesse entregues células com as dicas ambientais para promover a sua persistência e biossíntese “.
Como funcionam os biomateriais
A maneira como os novos biomateriais funcionam é mantendo as células no lugar e desencadeando um processo que imita a laminina, uma proteína encontrada no tecido nativo do NP.
Novo método fornece uma injeção de células reparadoras. Crédito da foto: Aubrey Francisco.
Setton explica que a laminina é geralmente encontrada em discos juvenis, mas não degenerados. A proteína permite que as células injetadas se liguem e permaneçam no lugar com o biomaterial entregue.
Setton acrescenta que a laminina também pode permitir que as células sobrevivam por um período mais longo, além de produzir mais da “matriz extracelular apropriada ou sustentação estrutural dos discos que ajudam a parar a degeneração”.
Com isso em mente, os cientistas desenvolveram uma “mistura de gel” destinada a reintroduzir as células do NP na área do disco intervertebral (DIV).
O gel é composto de três componentes; proteína laminina-111 – que foi quimicamente modificada – e dois hidrogéis de polietilenoglicol (PEG) que podem ligar-se à laminina modificada. Uma vez injetado, o gel mantém as células no lugar.
Este gel foi injetado nas caudas dos ratos, da mesma forma que as células seriam entregues a um paciente. A agulha foi mantida no lugar na fina camada exterior das caudas durante um minuto enquanto o gel entrava na área de DIV do rato.
Resultados preliminares positivos
Os resultados mostram que o gel começou a solidificar após 5 minutos, e em 20 minutos foi definido.
Usando um biomarcador de luciferase para monitorar o progresso dos biomateriais, os pesquisadores foram capazes de ver que mais células permaneceram no local 14 dias após a injeção quando conduzidas com o novo transportador de biomaterial, em comparação com células entregues através de métodos que exigem uma suspensão líquida, em que as células geralmente permanecem no lugar por 3 a 4 dias.
Setton diz que os resultados preliminares deste estudo podem ter um impacto positivo no futuro da terapia celular. Ela adiciona:
“O conceito é que essas células serão promovidas para produzir matriz que pode apoiar a regeneração do tecido ou deter a degeneração. Estudos adicionais que avaliam a altura do disco ou a hidratação da matriz após a entrega da célula seriam importantes para alcançar este objetivo. Há definitivamente interesse e potencial real “
