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

Internacional - i3S integra projeto europeu que vai criar novas terapias para a osteoartrite

O projeto SinPAIN, conta com um financiamento europeu de 5,3 milhões de euros para melhorar o diagnóstico e tratamento da osteoartrite

O projeto europeu SinPAIN, do qual faz parte o Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto (i3S), recebeu recentemente um financiamento de 5,3 milhões de euros do programa Horizon Europe para, durante os próximos quatro anos e meio, desenvolver terapias personalizadas de diagnóstico e tratamento para diferentes fases da osteoartrite com o intuito de aliviar a dor e retardar a progressão da doença.

A osteoartrite é a doença articular crónica mais comum em todo o mundo – afeta cerca de sete por cento da população mundial, com tendência para aumentar – e está entre as principais causas de incapacidade física dos adultos mais idosos e principalmente das mulheres. Para além do sofrimento (dor crónica, rigidez e flexibilidade limitada), trata-se de uma patologia com elevados custos associados. O certo é que até agora não existem tratamentos eficazes, pelo que se torna urgente encontrar novas soluções.

No seguimento da explosão de tecnologias de RNA nos últimos anos, como é o caso das vacinas para a COVID-19, o SinPAIN propõe-se combinar terapias baseadas em RNA com as estratégias de nanomedicina para assim conseguir uma gestão eficiente da patologia e uma maior taxa de sucesso no tratamento da osteoartrite do joelho em diferentes fases de progressão da doença – desde estados mais iniciais até estados mais graves da doença.

No SinPAIN, células recolhidas de biópsias de pacientes vão ser utilizadas para criar modelos patológicos que conseguem imitar as condições biológicas da osteoartrite no joelho.

Estes modelos celulares vão permitir ter uma visão mais aprofundada dos mecanismos biológicos que regulam a progressão da doença no joelho, e vão permitir testar os produtos terapêuticos desenvolvidos de modo a identificar como a dor dos pacientes pode ser reduzida e como a evolução da doença pode ser abrandada.

Mais de 500 mil euros para o i3S

Liderado pelo instituto de investigação espanhol CIDETEC Nanomedicina, o consórcio SinPAIN integra 12 instituições sediadas na Europa e nos EUA. A investigadora Meriem Lamghari, líder do grupo do i3S “Neuro & Skeletal Circuits”, coordena a participação portuguesa e irá receber um financiamento de 516 mil euros para garantir a eficácia das nanoterapias desenvolvidas neste projeto.

Aproveitando todos os dados obtidos durante o projeto, uma ferramenta de tomada de decisão fundamentada em inteligência artificial será avaliada para oferecer aos pacientes terapia personalizadas para diferentes fases de progressão da osteoartrite do joelho.

“Os pacientes com osteoartrite, e são 500 milhões em todo o mundo, precisam urgentemente de novos tratamentos para aliviar a dor crónica e retardar a progressão da doença. Trata-se de uma doença degenerativa que afeta cada vez mais pessoas e que reduz muito a qualidade de vida. Para além de encontrar novas terapias, também é urgente conhecer melhor as causas e os mecanismos desta doença”, explica Meriem Lamghari.

Este projeto, acrescenta a investigadora, “surge de uma longa colaboração com parceiros que partilham um objetivo: trazer algum alívio aos milhões de pessoas que sofrem diariamente com esta doença, e encontrar novas e melhores soluções para osteoartrite”.

Para além do i3S, são parceiros do projeto SinPAIN: o Inserm – National Institute of Health and Medical Research (Institut national de la santé et de la recherche médicale) (França); OZ Biosciences (OZB) (França); Saarland University (Alemanha); EURICE – European Research and Project Office GmbH (GerAlemanhamany); Reykjavik University (Islândia); UPO – Università del Piemonte Orientale (Itália); Cidetec (Espanha); Asphalion Sl (Espanha); AO Research Institute Davos (Suiça); University of Liverpool (Reino Unido); e UCLA – The Regents of the University of California (EUA). Universidade do Porto - Portugal