Αντίθετα με τη δημοφιλή πεποίθηση, ο χόνδρος των φθαρμένων ανθρώπινων αρθρώσεων μπορεί να αποκατασταθεί μέσω μιας διαδικασίας παρόμοιας με εκείνη που χρησιμοποιείται από πλάσματα όπως είναι η σαλαμάνδρα και το ζεβρόψαρο για την αναγέννηση των άκρων τους.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε από ερευνητές του Duke University Medical Center στο περιοδικό Science Advances.
Οι επιστήμονες εντόπισαν ένα μηχανισμό επιδιόρθωσης των χόνδρων που φαίνεται να είναι πιο ανθεκτικός για τις αρθρώσεις του αστραγάλου και λιγότερο για τους γοφούς. Το εύρημα θα μπορούσε να οδηγήσει σε θεραπείες για την οστεοαρθρίτιδα, την πιο κοινή κοινή διαταραχή των αρθρώσεων στον κόσμο.
«Πιστεύουμε ότι η κατανόηση αυτής της αναγεννητικής ικανότητας τύπου σαλαμάνδρας στους ανθρώπους και τα κρίσιμα ελλείποντα συστατικά αυτού του ρυθμιστικού κυκλώματος θα μπορούσε να αποτελέσει το θεμέλιο για νέες προσεγγίσεις για την αποκατάσταση των φθαρμένων αρθρώσεων και πιθανώς ολόκληρων των ανθρώπινων άκρων», είπε ο Byers Kraus, καθηγητής στα τμήματα Ιατρικής, Παθολογίας και Ορθοπαιδικής Χειρουργικής.
Ο Kraus και οι συνεργάτες του, επινόησαν έναν τρόπο να προσδιορίσουν την ηλικία των πρωτεϊνών χρησιμοποιώντας μοριακά ρολόγια ενσωματωμένα σε αμινοξέα, τα οποία μετατρέπουν τη μια μορφή στην άλλη με προβλέψιμη κανονικότητα. Οι νεοσύστατες πρωτεΐνες στον ιστό έχουν λίγες ή καθόλου μετατροπές αμινοξέων αλλά οι παλαιότερες πρωτεΐνες έχουν πολλές. Η κατανόηση αυτής της διαδικασίας επέτρεψε στους ερευνητές να χρησιμοποιήσουν ευαίσθητη φασματομετρία μάζας για να προσδιορίσουν πότε οι βασικές πρωτεΐνες στον ανθρώπινο χόνδρο, συμπεριλαμβανομένου του κολλαγόνου, ήταν νέες, μεσήλικες ή ηλικιωμένες.
Ο ερευνητές διαπίστωσαν ότι η ηλικία του χόνδρου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θέση του μέσα στο σώμα. Ο χόνδρος στους αστραγάλους είναι νέος, στο γόνατο μέσης ηλικίας και στους γοφούς ηλικιωμένος. Αυτή η συσχέτιση μεταξύ της ηλικίας του ανθρώπινου χόνδρου και της θέσης του στο σώμα ευθυγραμμίζεται με τον τρόπο που γίνεται η αποκατάσταση των άκρων σε ορισμένα ζώα, τα οποία αναπαράγουν πιο εύκολα στα άκρα τους, συμπεριλαμβανομένων των άκρων των ποδιών ή των ουρών.
Το εύρημα βοηθά να εξηγηθεί γιατί οι τραυματισμοί στα γόνατα των ανθρώπων και ιδιαίτερα στους γοφούς χρειάζονται πολύ χρόνο για να ανακάμψουν και συχνά εξελίσσονται σε αρθρίτιδα, ενώ οι τραυματισμοί του αστραγάλου επουλώνονται ταχύτερα και λιγότερο συχνά γίνονται σοβαρά αρθριτικοί.
Οι ερευνητές έμαθαν ότι τα μόρια που ονομάζονται microRNA ρυθμίζουν αυτή τη διαδικασία. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι αυτά τα microRNAs είναι πιο δραστικά σε ζώα που είναι γνωστά για την επισκευή των άκρων τους, των πτερυγίων ή των ουρών, συμπεριλαμβανομένων των σαυρών, των σαλαμάνδρων και των ζερβόψαρων.
Αυτά τα microRNA βρίσκονται επίσης στον άνθρωπο, ένα εξελικτικό τέχνασμα που παρέχει την ικανότητα επισκευής ιστών. Όπως και στα ζώα, η δραστηριότητα του microRNA ποικίλλει σημαντικά από την τοποθεσία του: ήταν υψηλότερη στους αστραγάλους σε σύγκριση με τα γόνατα και τους γοφούς και υψηλότερη στο άνω στρώμα του χόνδρου σε σύγκριση με τα βαθύτερα στρώματα του χόνδρου.
«Ήμασταν ενθουσιασμένοι που μάθαμε ότι οι ρυθμιστές της αναγέννησης στα άκρα της σαλαμάνδρας φαίνεται να είναι υπεύθυνοι για την αποκατάσταση ιστών στο ανθρώπινο άκρο. Το αποκαλούμε αυτό σαλαμανδρική ικανότητα του ανθρώπου», είπαν οι ερευνητές. Επίσης δήλωσαν ότι τα microRNAs θα μπορούσαν να αναπτυχθούν ως φάρμακα που θα μπορούσαν να αποτρέψουν, να επιβραδύνουν ή να αναστρέψουν την οστεοαρθρίτιδα.
«Πιστεύουμε ότι θα μπορούσαμε να ενισχύσουμε αυτές τις ρυθμιστικές αρχές ώστε να αναγεννήσουμε πλήρως τον εκφυλισμένο χόνδρο μιας άρθρωσης. Αν μπορέσουμε να καταλάβουμε ποιες ρυθμιστικές αρχές λείπουν σε σχέση με τις σαλαμάνδρες, θα μπορούσαμε ακόμη να προσθέσουμε τα ελλείποντα συστατικά και να αναπτύξουμε έναν τρόπο να αναγεννήσουμε κάποια μέρα ακόμη και ολόκληρο το τραυματισμένο ανθρώπινο άκρο», δήλωσε ο Kraus. «Πιστεύουμε ότι αυτό είναι ένας βασικός μηχανισμός επισκευής που θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε πολλούς ιστούς, όχι μόνο στους χόνδρους».
