Pesquisadores do Weill Cornell Medicine e do Hospital for Special Surgery identificaram uma população anteriormente indescritível de células-tronco que parecem produzir os tendões e ligamentos do corpo, os tecidos conjuntivos que ligam músculos e ossos.
Os cientistas também encontraram evidências de que estas células podem tornar-se hiperativas na parte inferior da coluna, onde podem contribuir para a estenose espinhal lombar. Esta condição afeta cerca de 103 milhões de pessoas em todo o mundo e se desenvolve quando os ligamentos espessados reduzem o espaço dentro do canal espinhal. Esse estreitamento pode pressionar os nervos e causar dor, dormência e dificuldade para caminhar.
O estudo, publicado em 7 de setembro salaIsto levanta a possibilidade de que o direcionamento dessas células-tronco possa eventualmente levar a novos tratamentos para a estenose espinhal. Uma abordagem possível poderia envolver medicamentos já utilizados para controlar a hipertensão.
“Embora estudos anteriores tenham proposto várias células-tronco candidatas, nenhum havia mostrado definitivamente que uma única população de células poderia se auto-renovar e gerar todo o espectro de tipos de células de tendões e ligamentos”, disse o co-autor Dr. Matthew Greenblatt, Rohr Family Research Scholar, professor associado de patologia e medicina laboratorial em Weill Cornell, e patologista do NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center. É.”
Depois de identificar as células, a equipe investigou se elas poderiam fornecer pistas para o tratamento da estenose espinhal lombar, especialmente para pacientes que têm poucas opções além da cirurgia se a condição for grave.
“A identificação dessas células-tronco específicas abre uma nova área de pesquisa que nos permite abordar esta doença de forma mais mecanística, em vez de simplesmente esperar até que a condição do paciente piore e a cirurgia seja necessária para aliviar a compressão nervosa”, disse o coautor correspondente do estudo, Dr. Sravishta Iyer, professor associado de ortopedia na Weill Cornell e cirurgião de coluna no Hospital for Special Surgery (HSS). Disse. “As descobertas são entusiasmantes pelo seu potencial para mudar a forma como prestamos cuidados à coluna”.
Encontrando as células-tronco que formam tendões e ligamentos
Dr. Greenblatt e seus colegas já identificaram várias populações importantes de células-tronco esqueléticas. Em 2018, o grupo identificou células-tronco que iniciam o reparo de fraturas na camada externa do osso. Mais tarde, ele descobriu células-tronco envolvidas na formação do crânio e da medula espinhal.
Encontrar uma célula equivalente para tendões e ligamentos revelou-se mais difícil. Ao contrário do osso, estes tecidos contêm muitas células semelhantes a fibroblastos que parecem semelhantes, tornando difícil distinguir uma população de células de outra.
“Analisamos milhares de células diferentes e as classificamos em diferentes tipos de células. Em seguida, identificamos quais tinham as propriedades que associamos ao ‘tronco'”, disse o Dr. Greenblatt.
Neste caso, “tronco” refere-se à capacidade de uma população de células raras de se renovar continuamente, bem como de produzir as células maduras necessárias para formar e manter o tecido tendinoso e ligamentar. Em camundongos, os pesquisadores descobriram que essas células residem em uma área especializada dentro dos tendões e ligamentos que parece atuar como reservatório para o crescimento e reparo dos tecidos.
A equipe então usou o que aprendeu com os ratos para procurar células semelhantes nas pessoas. Amostras de ligamentos humanos foram retiradas de tecido removido pelo Dr. Iyer durante a cirurgia de pacientes que forneceram consentimento informado.
Pesquisadores, incluindo o primeiro autor, Dr. Lingling Hu, pós-doutorado nos laboratórios do Dr. Greenblatt e do Dr. Iyer, confirmaram que as células humanas podem se renovar e gerar células ligamentares.
As células pareciam estar presentes muito além da medula espinhal.
“Olhamos no ligamento da rótula; olhamos no tendão de Aquiles; e em todos os outros lugares que olhamos, encontramos esta célula”, disse o Dr. Greenblatt. “Portanto, acreditamos que esta é a célula-tronco universal para tendões e ligamentos de todo o corpo”.
Como as células-tronco podem contribuir para a estenose espinhal
Os pesquisadores investigaram ainda se essas células poderiam estar envolvidas na estenose espinhal lombar.
Eles compararam células-tronco retiradas de pacientes com estenose espinhal com células coletadas de ligamentos espinhais retiradas de pessoas que tinham hérnia de disco, mas não apresentavam sinais de estenose. Os pacientes forneceram consentimento informado antes da operação.
Pessoas com estenose tinham mais células-tronco recém-identificadas em seus ligamentos. Quando os pesquisadores transplantaram essas células em ratos, produziram mais células tendíneas do que células-tronco retiradas de pessoas sem estenose.
“Embora a estenose espinhal seja uma condição complexa, isso realmente nos mostrou que essas células estão contribuindo para a patologia”, disse o Dr. Greenblatt, que também é membro do Centro de Câncer Sandra e Edward Meyer em Weill Cornell.
Os pesquisadores então observaram mais de perto o que estava acontecendo dentro das células. As células-tronco associadas à estenose mostraram mais sinalização de cálcio do que as células saudáveis.
A sinalização do cálcio é uma das formas pelas quais as células se comunicam internamente e regulam processos como crescimento e atividade. Quando os cientistas melhoraram geneticamente a sinalização de cálcio nas células-tronco de ligamentos saudáveis, eles foram capazes de desencadear um crescimento extremo dos tecidos.
Um alvo potencial de drogas para estenose espinhal
O efeito adverso também foi significativo. Quando os pesquisadores reduziram a sinalização de cálcio em um modelo de estenose espinhal lombar em camundongos, o crescimento celular anormal foi bloqueado.
Essa descoberta sugere que a sinalização do cálcio pode se tornar um alvo terapêutico. Também levanta a possibilidade de que os bloqueadores dos canais de cálcio, uma classe de medicamentos já amplamente utilizados para tratar a hipertensão, possam um dia ser estudados como tratamento para a estenose espinhal. Serão necessários ensaios clínicos antes que os investigadores possam determinar se esta abordagem é segura ou eficaz para os pacientes.
“Este é talvez o primeiro trabalho que mostrou um alvo terapêutico potencial para uma das doenças da coluna vertebral mais comuns no mundo”, disse o Dr.
As implicações podem ir além da estenose espinhal. Dr. Greenblatt planeja investigar se as mesmas células-tronco estão envolvidas em outras condições do tecido conjuntivo, incluindo a síndrome de Marfan, uma doença genética que afeta os tecidos conjuntivos em todo o corpo.
A descoberta também pode ajudar os pesquisadores a entender melhor por que algumas lesões em tendões e ligamentos são tão difíceis de curar. Áreas potenciais de estudo futuro incluem rupturas do manguito rotador, lesões do tendão de Aquiles, reconstrução ligamentar e degeneração crônica do tendão.
“Dado que esta célula parece ser a origem final de todas as células de tendões e ligamentos, os defeitos nesta célula provavelmente serão centrais para uma ampla gama de distúrbios de tendões e ligamentos”, disse o Dr. Greenblatt.
Este trabalho foi apoiado por Victor A. Marfan da Fundação Marfan. foi financiado por uma bolsa McKusick, um prêmio Kelen Scholars, a Children’s Tumor Foundation (CTF-2023-01-005), a Arthritis National Research Foundation (1065843), um prêmio JumpStart de Weill Cornell, um prêmio da National Research Foundation of Korea (NRF), o Ministério da Educação e um prêmio da National Research Foundation of Korea (NRF). (NRF-2021R1A6A3A14038667), os Institutos Nacionais de Saúde (concede T32-AR078751 e T32-AR071302-07), um Prêmio MIND da Pershing Square Foundation, um Prêmio da Fundação Mary Kay Ashe, um Prêmio Inovador da Fundação Marfan e um Prêmio Burroughs Wellcome Career para Cientistas Médicos.
