Portugal - Equipa do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde cria material implantável para reverter a osteoartrite

Desenvolvida no âmbito do projeto europeu RESTORE, a matriz 3D promove a formação e desenvolvimento de tecido cartilaginoso e, ao mesmo tempo, trava o processo inflamatório

Uma equipa de investigadores do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto (i3S) desenvolveu um material implantável que consegue promover a formação e desenvolvimento de tecido cartilaginoso e, ao mesmo tempo, travar o processo inflamatório associado à osteoartrite, uma doença incapacitante que afeta quase 600 milhões de pessoas em todo o mundo. Os resultados do trabalho, inserido no âmbito do projeto europeu RESTORE, abrem portas a novas terapias para regeneração de cartilagem.

A osteoartrite (OA) é uma doença incapacitante que afeta 7,6 por cento da população mundial e representa um fardo considerável para os pacientes e para a sociedade devido à sua prevalência e custo económico. As terapias convencionais administradas sistemicamente conseguem bloquear a inflamação, mas não impedem o processo de degeneração do tecido cartilaginoso e a progressão da doença. Como a cartilagem, ao contrário do osso, não consegue autorregenerar-se existe uma necessidade crescente de desenvolvimento de abordagens que sejam eficazes nessa função.

Com o objetivo de superar as limitações das terapias tradicionais usadas na medicina regenerativa, a equipa do i3S decidiu melhorar uma matriz 3D biodegradável, já testada e aprovada na medicina veterinária, para poder ser usada em humanos, através da incorporação de nanomateriais carregados de ibuprofeno, um fármaco para o tratamento da dor, febre e inflamação.

De acordo com Daniela Pereira Vasconcelos, uma das primeiras autoras do artigo recentemente publicado na revista Advanced Functional Materials, “o uso de matrizes 3D é o meio mais promissor para regenerar a cartilagem, já que fornece um ambiente físico e químico favorável à sobrevivência e diferenciação das células da cartilagem, os chamados condrócitos”. Uma vez implantada na lesão, acrescenta, “esta matriz 3D serve de ‘casa’ às células da cartilagem e promove a sua proliferação até à formação de um novo tecido cartilaginoso”.

Para testar a eficácia desta matriz, explica Daniela Pereira de Vasconcelos, “recorremos a células de cartilagem de pacientes submetidos a artroplastia total da anca e ou joelho e cultivámo-las nestas estruturas 3D nanocapacitadas com ibuprofeno, denominadas Nanoenabled Col-PLA scaffold”. Com este procedimento, adianta a investigadora, “verificámos que estas células de cartilagem foram capazes de diminuir o processo inflamatório e restaurar a produção de matriz extracelular, ou seja, restaurar o tecido cartilaginoso”.

A equipa do i3S testou depois a resposta inflamatória aos produtos secretados pelas células da cartilagem em contacto com esta matriz 3D num modelo animal e verificou que há uma redução do recrutamento de células imunes e de mediadores inflamatórios com um papel importante na osteoartrite.

Este estudo, sublinha Catarina Leite Pereira, que partilha a primeira autoria do artigo, “demonstra que o modelo 3D desenvolvido tem a capacidade de promover o desenvolvimento de cartilagem, bem como modular a resposta inflamatória, superando as limitações das terapias tradicionais usadas na medicina regenerativa”.

Com este trabalho, as investigadoras do i3S procuraram “ultrapassar dois dos principais desafios na engenharia de tecidos cartilaginosos: integração de propriedades biológicas e mecânicas adequadas numa estrutura 3D e modular a resposta do hospedeiro à estrutura 3D, recrutando células capazes de promover a regeneração e/ou modulando a interação com as células imunes que podem levar à rejeição da estrutura e/ou a uma resposta inflamatória exacerbada”.

Este trabalho foi realizado no âmbito do projeto europeu RESTORE, coordenado pela investigadora Meriem Lamghari, líder do grupo do i3S Neuro Skeletal Circuits, e que integra mais quatro parceiros: o grupo Nanomedicines & Translational Drug Delivery, do i3S, o Department of Biotechnology and Nanomedicine SINTEF Industry, da Noruega, o Institute of Orthopedic Research and Biomechanics, University of Ulm, da Alemanha e a empresa Askel Healthcare Ltd, da Finlândia. Universidade do Porto - Portugal