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Fapesp: estudo avalia o uso de células-tronco para tratar lesões nos joelhos

Publicado em 29 março 2021

Por https://agencia.fapesp.br/estudo-avalia-o-uso-de-celulas-tronco-para-tratar-lesoes-nos-joelhos/35503/

As intervenções cirúrgicas disponíveis no sistema de saúde brasileiro para tratar lesões no joelho são invasivas, complexas e nem sempre resolvem o problema. A alternativa é o uso de células-tronco para a produção de membranas a serem implantadas na articulação. No Brasil, pesquisas com esse objetivo vêm sendo desenvolvidas por um grupo liderado por Tiago Lazzaretti Fernandes , cirurgião ortopédico que atua no grupo de Medicina do Esporte no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC-FM-USP).

Os cientistas já obtiveram resultados positivos em testes pré-clínicos (com animais) utilizando membranas produzidas a partir de células-tronco mesenquimais – encontradas em tecidos como medula óssea, tecido adiposo e revestimento da parede articular ou sinóvia. Ao se diferenciar, essas células podem formar tecidos adiposo (gordura), ósseo e cartilaginoso. “Em mais de 15 anos de pesquisa há raríssimas descrições de formação tumoral, algo que é apontado em estudos relacionados a certos tipos de célula-tronco como efeito adverso grave. São bastante seguras e muito utilizadas”, destaca Fernandes, coautor de um artigo de revisão sobre o tema publicado na Frontiers in Immunology.

No estudo, os pesquisadores analisaram a eficácia de membranas produzidas a partir de duas fontes de células-tronco mesenquimais. Uma delas é a membrana sinovial, uma fina camada de tecido que reveste a parte mais interna das articulações. Esse tecido é responsável por produzir o líquido sinovial, cujo papel é fazer a lubrificação, evitando que as articulações sofram desgaste.

Outra fonte de células-tronco utilizada foi a polpa dentária, graças a uma parceria com Daniela Franco Bueno , do Instituto Sírio-Libanês de Ensino e Pesquisa. Ela estuda essa metodologia para o tratamento de lábio leporino, malformação que afeta a região dos lábios e palato.

Segundo Fernandes, o uso das células-tronco mesenquimais é mais vantajoso em comparação a outras. “As células-tronco embrionárias envolvem uma série de conflitos éticos e religiosos que dificultariam a pesquisa”, diz. “Poderíamos usar também as células-tronco pluripotentes induzidas, técnica que permite, a partir de uma célula adulta, produzir células semelhantes às embrionárias, mas as pesquisas indicam um risco maior de tumores e precisamos de mais estudos para esclarecer esse ponto”, pondera.

Já as células mesenquimais têm a vantagem de se diferenciar em cartilagem, justamente o tecido alvo da pesquisa apoiada pela FAPESP. Além de Bueno, o grupo conta com Arnaldo Jose Hernandez , da FM-USP.

Alternativas mais efetivas

Três diferentes técnicas cirúrgicas estão entre as alternativas hoje disponíveis para tratar lesões da cartilagem do joelho, estrutura que recobre o osso internamente nas articulações. Esse tecido fibrocartilaginoso tem espessura de três a quatro milímetros e a função de diminuir a fricção e absorver o impacto. “Quando lesionada, na maioria das vezes, propomos ao paciente um trabalho de fortalecimento muscular e fisioterapia para tratar a dor e recuperar a função. Quando não há melhora, a cirurgia pode ser necessária”, comenta.

De acordo com Fernandes, nenhuma das técnicas cirúrgicas praticadas hoje é 100% eficaz. Numa destas técnicas, o cirurgião faz pequenos orifícios na região da lesão, provocando um sangramento local. O sangue se acumula na região operada, formando uma fibrocartilagem. “É um reparo, não há formação de nova cartilagem, mas de uma cicatriz, o que permitirá ao paciente ficar bem por uns dois a três anos. Depois voltam a dor e os sintomas”, relata. A segunda opção cirúrgica consiste em retirar um pequeno pedaço de osso e cartilagem de uma área do joelho que não sofre carga e enxertar na área da lesão.

Quando o defeito a ser reparado é maior do que o pedaço de cartilagem que poderia ser enxertado, os cirurgiões recorrem a uma técnica mais complexa: transplante de tecido. “Retiramos o material de doadores com morte encefálica, como se faz com outros órgãos”, conta.

A terapia celular

Uma alternativa é o implante autólogo de condrócitos, uma terapia celular que utiliza células da cartilagem extraídas do próprio paciente. Disponível na Europa e nos Estados Unidos, mas não no Brasil, essa técnica se inicia com a artroscopia, procedimento para a coleta de cartilagem saudável do joelho de uma área que não sofre carga. As células são isoladas em laboratório, multiplicadas e introduzidas em uma membrana. Depois de 30 dias, essa membrana com as células é levada para o centro cirúrgico, onde será recortada no tamanho do defeito da cartilagem e colada no local da lesão no joelho do paciente”, descreve.

A pesquisa coordenada por Fernandes utiliza técnica semelhante à de implante autólogo de condrócitos: avalia o uso de células-tronco mesenquimais presentes na membrana sinovial ou na polpa do dente de leite que são capazes de produzir a sua própria matriz extracelular ou membrana.

Os pesquisadores avaliaram inicialmente os processos de coleta, isolamento e crescimento das células extraídas da membrana sinovial do joelho, trabalho que resultou em um dos artigos publicado no Tissue Engineering . A pesquisa foi conduzida no Hospital Sírio Libanês, que conta com todas as certificações exigidas pela regulamentação científica e médica para processamento de tecidos para uso em humanos.

Um dos benefícios da produção de membranas pelas células-tronco mesenquimais é que essa técnica pode ser usada para tratar lesões maiores. Também não requer o uso de banco de tecidos e busca de doadores, pois as células são obtidas do próprio paciente. O objetivo, porém, não é regenerar ou formar um tecido igual ao existente antes da lesão. “Buscamos o reparo, ou seja, recuperar função, de forma a devolver os movimentos ao paciente e a tirar a dor”, esclarece.

Outro braço da pesquisa avaliou o uso de células mensequimais extraídas da polpa do dente de leite. Todo o processo de produção da membrana a partir dessas células é semelhante ao aplicado com as células extraídas da membrana sinovial. O dente de leite, prestes a cair, é extraído pelo dentista, encaminhado para laboratório e armazenado em nitrogênio líquido para se ter um banco de células. A diferença está na quantidade de células extraídas da polpa e no crescimento das células em laboratório para gerar a matriz extracelular que será implantada no joelho. O grupo de pesquisadores fez uma grande revisão sobre o tema para entender as possibilidades de uso das células extraídas de polpa de dente no tratamento da cartilagem e que foi publicada no periódico Tissue Engineering.

Testes pré-clínicos

Após esses estudos, eles iniciaram os testes em animais de grande porte para avaliar se o implante poderia reparar uma lesão. Nessa fase, foram utilizados 14 porcos em miniatura, conforme descrito no periódico Stem Cell Reviews and Reports. “O joelho desse animal é muito parecido com o humano, do ponto de vista anatômico e fisiológico”, diz. A terapia com células mesenquimais extraídas de polpa dentária foi administrada em sete porcos em miniatura. Os demais passaram pela terapia com células-tronco extraídas da membrana sinovial.

No experimento, os pesquisadores fizeram uma lesão de seis milímetros de diâmetro na cartilagem nas patas traseiras dos animais. Num delas, foi feito o tratamento com o implante de tecido e, na outra não. “Fizemos uma comparação estatística pareada: tudo que ocorreu do lado direito, aconteceu do lado esquerdo. A carga que os joelhos de ambas as patas sofreu foi a mesma em cada animal e eles não tiveram restrição de carga e movimentos.”

As análises começaram seis meses depois da cirurgia de implante do tecido engenheirado, prazo suficiente para que a cartilagem se recuperasse. Os artigos científicos que trarão os detalhes da pesquisa ainda estão em processo de publicação, mas os resultados mostram que o uso da membrana permitiu melhor recuperação da lesão em ambos os tratamentos. Também indicam que é melhor trabalhar com a membrana sinovial como fonte das células-tronco do que utilizar as células da polpa do dente para o tratamento da cartilagem. Publicados os resultados, o próximo passo será fazer os testes em humanos, com pacientes que já apresentam lesões. O processo de aquisição das autorizações necessárias para a pesquisa em pessoas está em andamento.