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A degeneração e lesões da cartilagem afetam 350 milhões de pessoas em todo o mundo. Pacientes com essas condições experimentam aumento da dor e desconforto ao longo do tempo. No entanto, um avanço emocionante na pesquisa de regeneração de tecidos oferece a promessa de alívio significativo. O estudo, liderado por professores do The Forsyth Institute, sugere uma nova abordagem para fazer células de cartilagem com grandes implicações na medicina regenerativa para futuras lesões de cartilagem e tratamentos de degeneração.
Como qualquer guerreiro de fim de semana sabe, lesões de cartilagem nas articulações, como joelhos, ombros e quadris, podem ser extremamente dolorosas e debilitantes. Além disso, condições que causam degeneração da cartilagem, como artrite e disfunção da articulação temporomandibular (ATM), afetam 350 milhões de pessoas no mundo e custam ao sistema de saúde pública dos EUA mais de US$ 303 bilhões por ano. Os pacientes que sofrem dessas condições experimentam aumento da dor e desconforto ao longo do tempo.
No entanto, um estudo empolgante liderado pelo corpo docente do The Forsyth Institute sugere novas estratégias para produzir células de cartilagem com enormes implicações na medicina regenerativa para futuras lesões de cartilagem e tratamentos de degeneração. Em um artigo, intitulado “GATA3 medeia sinalização não clássica de β-catenina na determinação do destino das células esqueléticas e na condrogênese ectópica”, os co-primeiros autores Takamitsu Maruyama e Daigaku Hasegawa, e o autor sênior Wei Hsu, descrevem duas descobertas revolucionárias, incluindo uma nova compreensão de um proteína multifacetada chamada β-catenina.
O Dr. Hsu é um cientista sênior do Forsyth Insitute e professor de Biologia do Desenvolvimento na Universidade de Harvard. Ele também é membro do corpo docente afiliado do Harvard Stem Cell Institute. Outros membros que conduziram o estudo incluíram os cientistas suíços Tomas Valenta e Konrad Basler, e os cientistas canadenses Jody Haigh e Maxime Bouchard. O estudo aparece na edição mais recente da Avanços da Ciência.
“O objetivo deste estudo”, disse o Dr. Maruyama de Forsyth, “foi descobrir como regenerar a cartilagem. Queríamos determinar como controlar o destino da célula, para fazer com que a célula somática se tornasse cartilagem em vez de osso.”
Anteriormente, pensava-se que a via de transdução do sinal Wnt era o determinante de uma célula se tornar osso ou cartilagem. O fator mestre que transduz os sinais Wnt é a β-catenina. A base para essa crença foi o resultado de que, quando a β-catenina foi interrompida, o osso se tornou cartilagem.
No entanto, a β-catenina também atua como uma molécula de adesão celular para facilitar a interação célula-célula – a função original identificada antes da descoberta de seu papel na sinalização Wnt. “Sabemos que esta molécula é importante para a determinação do destino celular, mas o mecanismo permanece aberto para estudo”, disse o Dr. Hsu.
A equipe testou o que aconteceria quando a β-catenina fosse apenas parcialmente prejudicada na sinalização, descobrindo que, nesse caso, as células eram incapazes de formar osso ou cartilagem. Após esses testes, os cientistas concluíram que a sinalização Wnt é determinante para a formação óssea, mas não é suficiente para a geração de cartilagem.
“Queríamos saber qual era o fator para a determinação do destino celular”, disse o Dr. Maruyama. “O que reprograma uma célula para se tornar cartilagem se não for a sinalização Wnt?”
Esta questão levou a uma segunda grande descoberta: GATA 3, uma ação alternativa da β-catenina responsável pela mudança do destino da célula esquelética. O GATA3 é um regulador de gene único, que ativa a expressão de genes específicos da cartilagem nas células. “Basicamente”, disse o Dr. Wei Hsu, “o GATA3 se liga às sequências do genoma necessárias para a reprogramação. O GATA3 é um divisor de águas porque podemos usá-lo para potencialmente alterar qualquer célula somática para se tornar uma célula formadora de cartilagem, semelhante ao uso de quatro fatores de células-tronco para gerar células semelhantes a células-tronco embrionárias chamadas células-tronco pluripotentes induzidas (iPSC).”
Ser capaz de controlar o destino da célula dessa maneira torna possível direcionar uma célula para se tornar osso, cartilagem ou gordura, o que tem implicações tremendas na criação de novos tratamentos para 1 em cada 4 pessoas que vivem com lesões e degeneração da cartilagem. Atualmente não há tratamento que possa regenerar a cartilagem, e os tratamentos atuais são incapazes de melhorar a função articular.
Esta pesquisa abre novos caminhos para os cientistas explorarem e é um avanço empolgante na pesquisa de regeneração de tecidos com a promessa de alívio significativo para milhares de pacientes. Este trabalho é financiado pelo Instituto Nacional de Pesquisa Odontológica e Craniofacial dos Institutos Nacionais de Saúde sob os números de premiação R01DE015654 e R01DE026936 para o Dr. Wei Hsu.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Instituto Forsyth. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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