MENA Newswire , SAN FRANCISCO : Para peneliti di Universitas Stanford melaporkan temuan baru yang dapat menandai kemajuan signifikan dalam memahami cara memulihkan jaringan sendi yang menua dan mengatasi kerusakan mendasar yang terkait dengan osteoartritis, suatu kondisi degeneratif yang memengaruhi jutaan orang di seluruh dunia. Studi yang diterbitkan di Science akhir tahun lalu ini menemukan bahwa memblokir protein yang terkait dengan proses penuaan menyebabkan regenerasi tulang rawan pada model hewan dan menunjukkan efek yang terukur pada sampel jaringan manusia.
Osteoartritis, bentuk artritis yang paling umum, terjadi akibat kerusakan tulang rawan artikular, yaitu jaringan halus yang melindungi tulang di persendian. Keausan tulang rawan ini menyebabkan nyeri, kekakuan, dan penurunan mobilitas. Penanganan klinis saat ini berfokus pada peredaan gejala, fisioterapi, dan, dalam kasus yang parah, penggantian sendi melalui pembedahan. Hingga saat ini, belum ada pengobatan farmakologis yang disetujui yang dapat membalikkan kerusakan tulang rawan itu sendiri.
Penelitian yang dipimpin Stanford mengidentifikasi protein yang dikenal sebagai 15-hidroksi-prostaglandin dehidrogenase, atau 15-PGDH, yang meningkat pada tulang rawan sendi seiring bertambahnya usia dan tampaknya mengganggu mekanisme perbaikan alami tubuh. Dalam studi laboratorium dengan tikus tua, tim tersebut memberikan inhibitor molekul kecil dari 15-PGDH. Setelah perawatan, tulang rawan yang menipis seiring bertambahnya usia menjadi lebih tebal dan menunjukkan penanda struktural yang terkait dengan jaringan yang lebih sehat, termasuk peningkatan ekspresi komponen matriks ekstraseluler utama yang membantu menjaga integritas tulang rawan.
Selain efek yang terlihat pada tulang rawan yang menua secara alami, inhibitor tersebut diuji pada tikus muda dengan cedera lutut yang diinduksi secara bedah yang dirancang untuk meniru kerusakan umum yang terkait dengan olahraga. Dalam model ini, pengobatan tersebut mengurangi perkembangan perubahan seperti osteoartritis pada jaringan sendi yang biasanya terjadi setelah cedera. Tim peneliti melaporkan bahwa hewan yang diobati menunjukkan peningkatan struktur sendi dibandingkan dengan kelompok kontrol yang tidak diobati.
Mekanisme yang diidentifikasi oleh penelitian ini tidak bergantung pada pengenalan sel baru ke dalam sendi. Sebaliknya, para ilmuwan mengamati perubahan ekspresi gen di antara sel-sel tulang rawan yang ada, atau kondrosit, yang menggeser sel-sel ini ke arah profil yang terkait dengan pemeliharaan dan perbaikan tulang rawan. Analisis laboratorium menunjukkan penurunan populasi sel yang mengekspresikan kadar 15-PGDH yang tinggi dan peningkatan sel yang mengekspresikan gen yang terkait dengan produksi kolagen tipe II dan komponen lain yang penting untuk tulang rawan hialin, bentuk tulang rawan yang menyediakan permukaan gesekan rendah pada sendi.
Para peneliti juga menerapkan inhibitor 15-PGDH pada jaringan tulang rawan manusia yang diperoleh dari pasien yang menjalani operasi penggantian lutut total. Setelah seminggu perawatan in vitro, sampel jaringan ini menunjukkan penurunan penanda degradasi dan bukti pembentukan tulang rawan baru dibandingkan dengan sampel yang tidak diobati. Para peneliti melaporkan bahwa jaringan yang diobati menunjukkan perubahan ekspresi gen yang konsisten dengan pergeseran menuju komposisi tulang rawan yang lebih muda.
Bukti laboratorium tentang regenerasi tulang rawan
Molekul kecil yang digunakan dalam penelitian ini sebelumnya telah dievaluasi dalam uji klinis tahap awal untuk kelemahan otot terkait usia, di mana para peneliti menemukan bahwa molekul tersebut aman dan aktif secara biologis pada sukarelawan sehat. Uji klinis tersebut terpisah dari penelitian tulang rawan, tetapi memberikan data keamanan awal untuk kelas senyawa tersebut.
Para penulis makalah Science tersebut menggambarkan 15-PGDH sebagai bagian dari kelas enzim yang mereka sebut "gerozim," yaitu protein yang prevalensinya meningkat seiring bertambahnya usia dan yang dapat berkontribusi pada penurunan kapasitas regeneratif di berbagai jaringan. Penelitian sebelumnya dari kelompok tersebut telah mengaitkan 15-PGDH dengan pembatasan proses regeneratif pada otot dan organ lainnya. Studi saat ini memperluas temuan tersebut ke tulang rawan artikular, jaringan yang sejak lama dianggap terbatas kemampuannya untuk memperbaiki diri.
Penelitian tersebut merinci pemberian inhibitor secara sistemik dan injeksi langsung ke sendi lutut. Pada tikus tua, pemberian dosis sistemik menyebabkan peningkatan ketebalan tulang rawan yang seragam di seluruh permukaan sendi. Pada model cedera, injeksi lokal dikaitkan dengan permukaan sendi yang lebih menyerupai permukaan sendi hewan yang tidak cedera, berdasarkan penilaian histologis. Para ilmuwan mengkarakterisasi tulang rawan yang beregenerasi sebagai memiliki ciri-ciri tulang rawan hialin daripada tulang rawan fibrosa, yang secara mekanis lebih rendah dan kurang cocok untuk menahan beban sendi.
Data keamanan dari evaluasi klinis terkait
Para penulis studi mencatat bahwa tulang rawan yang diobati dengan inhibitor menunjukkan peningkatan sinyal untuk molekul-molekul, seperti lubricin dan protein struktural utama, yang sangat penting untuk fungsi sendi normal. Penanda-penanda tersebut umumnya dievaluasi dalam penelitian sebagai indikator kesehatan tulang rawan karena berkontribusi pada kemampuan jaringan untuk menahan tekanan mekanis dan mempertahankan permukaan artikulasi yang halus.
Makalah ilmiah tersebut mencantumkan beberapa kontributor dari Stanford Medicine dan lembaga-lembaga yang berkolaborasi. Penelitian ini mengikuti tren dalam ilmu muskuloskeletal yang berupaya melampaui manajemen gejala menuju pemahaman dan modulasi proses biologis yang mendasari penyakit sendi degeneratif. Penelitian ini juga menambah upaya yang lebih luas dalam penelitian penuaan yang bertujuan untuk mengidentifikasi target molekuler yang dapat mengembalikan fungsi pada jaringan yang sebelumnya dianggap rusak secara permanen akibat penuaan.
Publikasi studi ini telah menarik perhatian dari komunitas ortopedi dan penelitian biomedis karena menawarkan target molekuler yang detail dan mekanisme yang jelas untuk perbaikan tulang rawan yang tidak bergantung pada transplantasi sel punca atau perancah. Seperti banyak kemajuan praklinis lainnya, para peneliti di luar tim inti memperingatkan bahwa studi lebih lanjut, termasuk uji klinis terkontrol pada manusia, akan diperlukan untuk menentukan apakah temuan tersebut dapat diterjemahkan menjadi terapi yang efektif. Jalur pengembangan klinis akan memerlukan tinjauan peraturan dan demonstrasi keamanan dan efektivitas pada pasien dengan osteoartritis, kondisi yang ingin ditangani oleh penelitian ini.
Artikel berjudul " Studi Stanford menunjukkan jalur untuk memulihkan tulang rawan sendi yang menua" pertama kali muncul di ME Daily Mail .