تزریق واحد، تحلیل غضروف مفاصل را برمی‌گرداند: امید به درمان آرتروز

در بافت زانوی انسان که طی جراحی‌های تعویض مفصل استخراج می‌شود، سلول‌های غضروفی معمولاً کاری جز مرگ تدریجی انجام نمی‌دهند. اما زمانی که محققان دانشگاه استنفورد این نمونه‌های دور ریخته شده را در معرض یک مولکول کوچک قرار دادند که برای مهار یک آنزیم پیری‌زای خاص طراحی شده بود، مسیر سلول‌ها معکوس شد. آن‌ها شروع به ترشح غضروف هیالین تازه و صاف کردند—همان بافت ضربه‌گیر دقیقی که آرتروز آن را از بین می‌برد.[1][2]

این سازوکار بر آنزیمی به نام ۱۵-هیدروکسی‌پروستاگلاندین دهیدروژناز یا ۱۵-پی‌جی‌دی‌اچ (15-PGDH) متمرکز است. تیم استنفورد ۱۵-پی‌جی‌دی‌اچ را به عنوان یک «آنزیم پیری‌زا» (gerozyme) شناسایی کرد—پروتئینی که سطح آن با افزایش سن بدن به طور چشمگیری بالا می‌رود و باعث از دست رفتن تدریجی عملکرد بافت می‌شود. در مفاصل، افزایش ۱۵-پی‌جی‌دی‌اچ عملاً توانایی سلول‌های غضروفی (کندروسیت‌ها) را برای حفظ ماتریکس خارج سلولی متوقف می‌کند.[1][2][4]

محققان دریافتند که با تجویز یک مهارکننده هدفمند که ۱۵-پی‌جی‌دی‌اچ را مسدود می‌کند، می‌توانند این سلول‌های غضروفی موجود را به یک پروفایل بیان ژنی جوان بازگردانند. سلول‌ها تولید ترکیبات التهابی و تخریب‌کننده غضروف را متوقف کرده و ساخت غضروف مفصلی سالم را از سر گرفتند. نکته حیاتی این است که این بازسازی بدون نیاز به تزریق سلول‌های بنیادی خارجی رخ داد.[1][2]

داده‌های حیوانی که از این سازوکار حمایت می‌کنند، به طور غیرمعمولی قوی هستند. هنگامی که موش‌های مسن—معادل سن ۷۰ سالگی انسان—این تزریق را دریافت کردند، غضروف نازک شده آن‌ها در سطح مفصل ضخیم شد و بافت صاف و تحمل‌کننده بار را بازسازی کرد. در یک آزمایش جداگانه که پارگی رباط صلیبی قدامی (ACL) را شبیه‌سازی می‌کرد، که به طور قابل اعتمادی باعث آرتروز پس از سانحه می‌شود، این مهارکننده به طور چشمگیری توسعه بیماری را کاهش داد.[1][2][5]

تبدیل این سازوکار بیولوژیکی به یک درمان انسانی عملی، اکنون کانون توجه یک طرح فدرال با بودجه سنگین است. آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته برای سلامت (ARPA-H) تا سقف ۳۳.۵ میلیون دلار به برنامه «نوآوری‌های نوین برای بازسازی بافت در آرتروز» (NITRO) اختصاص داده است، که توسط محققان دانشگاه کلرادو بولدر، سی‌یو آنشوتز و دانشگاه ایالتی کلرادو هدایت می‌شود.[3]

تیم کلرادو در حال توسعه یک سیستم تحویل ذرات با آزادسازی آهسته و ثبت اختراع شده است که می‌تواند مستقیماً به مفصل تزریق شود. این سیستم به جای نیاز به تزریقات مکرر، دوزهای متناوبی از داروی ترمیمی را طی چندین ماه فراهم می‌کند. در مدل‌های حیوانی پیش‌بالینی آن‌ها، این رویکرد مفاصل آرتروزی را ظرف چهار تا هشت هفته به وضعیت تقریباً سالم بازگرداند.[3][5]

این یافته نشان‌دهنده یک تغییر پارادایم عمیق در پزشکی ارتوپدی است. برای دهه‌ها، استاندارد مراقبت از آرتروز کاملاً تسکین‌دهنده بوده است. برای بیماران داروهای ضدالتهابی غیراستروئیدی (NSAIDs)، تزریق اسید هیالورونیک یا کورتیکواستروئیدها برای مدیریت درد تجویز می‌شود. هیچ یک از این درمان‌ها تخریب زمینه‌ای مفصل را کُند نمی‌کند؛ در واقع، تزریقات مکرر کورتیکواستروئید با تسریع از دست دادن غضروف مرتبط دانسته شده است.[2][4]

تا به امروز، سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) هرگز یک داروی اصلاح‌کننده بیماری آرتروز (DMOAD)—درمانی که ثابت شده باشد ماتریکس غضروف را بازسازی می‌کند—تأیید نکرده است. اگر مهارکننده ۱۵-پی‌جی‌دی‌اچ یا سیستم‌های تحویل برنامه نیترو در آزمایش‌های انسانی موفق شوند، آن‌ها اولین درمان‌های تاریخ خواهند بود که واقعاً روند بیماری را معکوس می‌کنند.[3][4]

با این حال، شواهد هنوز کاملاً در مرحله پیش‌بالینی باقی مانده‌اند. در حالی که پاسخ بافت انسانی برون‌تنی (ex-vivo) بسیار دلگرم‌کننده است، زانوی انسان بار مکانیکی به مراتب بیشتری نسبت به زانوی موش تحمل می‌کند. غضروف باید در برابر دهه‌ها نیروهای کوبنده ناشی از راه رفتن، دویدن و ایستادن مقاومت کند. اینکه آیا غضروف تازه بازسازی شده در مفصل یک انسان ۶۵ ساله از استحکام ساختاری لازم برای تحمل این نیروها برخوردار خواهد بود یا خیر، همچنان اصلی‌ترین ناشناخته باقی مانده است.[1][2][3]

جدول زمانی برای دسترسی بالینی به سرعت در حال پیشرفت است. تیم نیترو (NITRO) وابسته به آرپا-اچ در حال حاضر مشغول تکمیل مطالعات لازم برای فعال‌سازی داروی جدید تحقیقاتی است که توسط FDA الزامی شده است. اگر داده‌ها تأیید شوند، قرار است اولین آزمایش‌های بالینی انسانی برای این تزریق ترمیمی ظرف ۱۸ ماه آینده آغاز شود.[3]

برای تقریباً ۵۹۵ میلیون نفر در سراسر جهان که با آرتروز زندگی می‌کنند، اهمیت این موضوع بسیار زیاد است. این بیماری عامل اصلی ناتوانی در میان بزرگسالان بالای ۴۵ سال است و تنها در ایالات متحده سالانه ۶۵ میلیارد دلار هزینه مستقیم مراقبت‌های بهداشتی ایجاد می‌کند. یک تزریق واحد که عملکرد مفصل را بازیابی کند، در نهایت می‌تواند تعویض کامل زانو و لگن را به جای یک امر اجتناب‌ناپذیر، به یک اتفاق نادر تبدیل کند.[2][3][4]