Choroba zwyrodnieniowa stawów (ChZS) i towarzyszące jej uszkodzenie chrząstki stawowej, należy do najczęstszych schorzeń narządu ruchu osób w starszym wieku. Na świecie stanowi ona trzecią co do częstości przyczynę niesprawności u osób powyżej 65 roku życia, ustępując jedynie chorobom sercowo-naczyniowym i neurologicznym. Coraz częściej jednak problem ten dotyczy także osób młodszych, w wieku 45–65 lat, u których zmiany zwyrodnieniowe mogą rozwijać się m.in. na skutek intensywnej aktywności sportowej, urazów czy przeciążeń związanych z pracą zawodową. ChZS rozwija się w wyniku zaburzenia równowagi pomiędzy procesami degradacji i odbudowy chrząstki stawowej, co prowadzi do stopniowego uszkadzania stawu. Wyróżnia się dwie postaci choroby: pierwotną (idiopatyczną, czyli o nieustalonej przyczynie), związaną głównie ze starzeniem i czynnikami środowiskowymi, oraz wtórną, wynikającą m.in. z urazów, wad rozwojowych, chorób zapalnych, zaburzeń metabolicznych czy otyłości. Obie formy mogą prowadzić do przewlekłego bólu i utraty sprawności, niezależnie od wieku pacjenta.
Chrząstka stawowa praktycznie nie ma zdolności do samodzielnej regeneracji, ponieważ pozbawiona jest unaczynienia, a tym samym dopływu komórek i substancji odżywczych niezbędnych do procesów naprawczych. W rezultacie nawet niewielkie uszkodzenia nie goją się samoistnie, a z biegiem czasu mogą prowadzić do rozwoju ChZS. Brak naturalnych mechanizmów regeneracyjnych sprawia, żekonieczne jest poszukiwanie nowych sposobów odbudowy chrząstki.
Jednym z najbardziej obiecujących kierunków są terapie komórkowe oparte na wykorzystaniu komórek macierzystych. Komórkami wykazującymi potencjał w leczeniu uszkodzeń chrząstki stawowej są zarówno mezenchymalne komórki macierzyste (MSC, ang. mesenchymal stromal cells), jak również indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC, ang. induced Pluripotent Stem Cells). Komórki MSC, które mają zdolność przekształcania się m.in. w tkankę kostną, chrzęstną i tłuszczową, są stosunkowo łatwo dostępne (np. ze szpiku kostnego czy tkanki tłuszczowej). Ich potencjał terapeutyczny jest jednak ograniczony, ponieważ jest uzależniony od wieku i stanu zdrowia dawcy. Alternatywą są iPSC, które nie są bezpośrednio pobierane z organizmu, lecz wytwarzane z dojrzałych komórek, np. skóry czy krwi. Takie komórki zostają poddane procesowi przeprogramowania, czyli cofnięcia ich do bardzo wczesnego, „młodego” stadium rozwoju. Dzięki temu odzyskują zdolność do nieograniczonego podziału oraz przekształcania się w różne typy komórek organizmu, w tym komórki przypominające chondrocyty.
Mgr Monika Rosochowicz-Kamińska, uczestniczka Szkoły Doktorskiej UMP, prowadzi badania nad wykorzystaniem iPSC w profilaktyce i leczeniu ChZS w ramach projektu badawczego finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki (OPUS nr UMO-2019/33/B/NZ5/01989). W badaniach sprawdzono działanie tzw. pożywki kondycjonowanej – czyli specjalnej pożywki, w której hodowane były komórki iPSC. Pożywka ta, zawierająca liczne czynniki wydzielane przez komórki iPSC, może pobudzać chondrocyty do wzrostu i wspierać ich prawidłowe funkcjonowanie. W projekcie postawiono hipotezę, że czynniki zawarte w pożywce kondycjonowanej zebranej znad komórek iPSC mogą zwiększać skuteczność namnażania chondrocytów w warunkach laboratoryjnych, a tym samym poprawiać efekty regeneracji chrząstki stawowej [1].
Otrzymane przez mgr Rosochowicz-Kamińską rezultaty potwierdziły możliwość różnicowania iPSC w komórki przypominające chondrocyty, które mogłyby wykazywać większą oporność na niekorzystne, prozapalne mikrośrodowisko w stawie chorego ze zmianami zwyrodnieniowymi [2]. Otrzymane komórki stanowiłyby alternatywę dla własnych komórek pacjenta w profilaktyce i leczeniu ChZS.
Dotychczasowe wyniki uzyskane przez zespół potwierdziły, że pożywka kondycjonowana znad iPSC korzystnie wpływa zarówno na chondrocyty izolowane bezpośrednio od chorych z ChZS [3], jak i na chondrocyty poddane działaniu płynu stawowego, imitującego warunki panujące w stawie kolanowym chorych ze zmianami zwyrodnieniowymi [4]. Wyniki te mają znaczenie praktyczne, gdyż mogą prowadzić do opracowania skutecznych terapii komórkowych, w których wszczepiane chondrocyty będą bardziej oporne na mikrośrodowisko prozapalne. W badaniach tych udowodniono, że czynniki wydzielane przez iPSC mogą pełnić funkcję ochronną i regeneracyjną, otwierając drogę do ich szerszego zastosowania w medycynie regeneracyjnej i inżynierii tkankowej.
Obecnie prowadzone są dalsze badania nad wykorzystaniem iPSC, mające na celu sprawdzenie, czy uzyskane z nich komórki o cechach chondrocytów wykazują większą oporność na niekorzystne warunki panujące w stawie pacjentów z ChZS. Pierwsze wyniki są bardzo obiecujące – ich prezentacja podczas międzynarodowej konferencji młodych naukowców 25th International Congress of Young Medical Scientists spotkała się z dużym zainteresowaniem i została wyróżniona nagrodą. To potwierdza zarówno potencjał tego kierunku badań, jak i jego znaczenie dla przyszłości terapii ChZS.
Choroba zwyrodnieniowa stawów wciąż stanowi ogromne wyzwanie dla współczesnej medycyny. Wyniki badań nad wykorzystaniem iPSC pokazują jednak, że regeneracja chrząstki może stać się w przyszłości bardziej skuteczna i trwała. Jeśli dalsze prace potwierdzą te wstępne obserwacje, pacjenci zyskają realną szansę na nową jakość leczenia, poprawiającą komfort życia chorych i sprawność ruchową.
Finansowanie
Praca doktorska była finansowana przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu OPUS nr UMO-2019/33/B/NZ5/01989.
Źródła
- [1] Rosochowicz, M. A., Lach, M. S., Richter, M., Suchorska, W. M., Trzeciak, T. (2023). Conditioned Medium – Is it an Undervalued Lab Waste with the Potential for Osteoarthritis Management?. Stem cell reviews and reports, 19(5), 1185–1213. https://doi.org/10.1007/s12015-023-10517-1
- [2] Lach, M. S., Rosochowicz, M. A., Richter, M., Jagiełło, I., Suchorska, W. M., Trzeciak, T. (2022). The Induced Pluripotent Stem Cells in Articular Cartilage Regeneration and Disease Modelling: Are We Ready for Their Clinical Use?. Cells, 11(3), 529. https://doi.org/10.3390/cells11030529
- [3] Rosochowicz, M. A., Lach, M. S., Richter, M., Jagiełło, I., Suchorska, W. M., Trzeciak, T. (2024). The iPSC secretome is beneficial for in vitro propagation of primary osteoarthritic chondrocytes cell lines. Biochemical and biophysical research communications, 730, 150392. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2024.150392
- [4] Rosochowicz, M. A., Lach, M. S., Richter, M., Suchorska, W. M., Trzeciak, T. (2025). iPSC-conditioned medium mitigates the adverse effects of osteoarthritic synovial fluid on chondrocyte cultures. Biochemical and biophysical research communications, 777, 152336. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2025.152336
Kontakt: mgr Monika Rosochowicz-Kamińska; mrosochowicz[at]ump.edu.pl
Promotorzy: prof. dr hab. n. med. i n. o zdr. Wiktoria Suchorska, Katedra i Zakład Elektroradiologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, Pracownia Radiobiologii Wielkopolskiego Centrum Onkologii w Poznaniu; dr hab. n. med. Tomasz Trzeciak, Klinika Ortopedii i Traumatologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu
Zezwalamy na bezpłatny przedruk artykułów ze strony pod wyłącznym warunkiem podania źródła artykułu. Prosimy o podanie następującego źródła: Nauka i Zdrowie UMP – onauce.ump.edu.pl
Prezentowane treści mają charakter wyłącznie informacyjny oraz edukacyjny i nie powinny być interpretowane jako porady medyczne służące do diagnozowania lub leczenia.
