Explorando Fatores de Crescimento para Alívio da Dor Lombar
Pesquisas mostram que o PDGF pode ajudar no tratamento da dor lombar.
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A dor lombar (DL) é um problema comum que afeta muita gente no mundo todo. É a principal causa de incapacidade, dificultando as atividades do dia a dia para quem sofre com isso. Uma razão importante para a DL é a degeneração dos Discos Intervertebrais (DIVs), que são os "almofadinhas" entre os ossos da nossa coluna. Com o envelhecimento da população, cada vez mais pessoas estão sentindo esse tipo de dor devido à maior degeneração desses discos.
Opções de Tratamento Atuais
Atualmente, tem várias opções de tratamento para a DL. Essas incluem medicamentos, fisioterapia e até cirurgia pra remover partes danificadas dos discos. Mas, muitos pacientes percebem que esses tratamentos só dão alívio temporário. Na real, não é raro que as pessoas continuem sentindo dor mesmo depois da cirurgia. Esse problema persistente vem da falta de entendimento dos processos biológicos que levam à degeneração dos discos, o que torna mais difícil achar tratamentos eficazes.
Estrutura dos Discos Intervertebrais
Os discos intervertebrais têm três partes principais: o núcleo pulposo (NP), o anel fibroso (AF) e a placa terminal cartilaginosa. O NP é um centro gelatinoso que absorve impacto e distribui pressão. O AF é feito de várias camadas que dão força e estabilidade ao disco. Cada parte é importante pra manter a coluna saudável, e problemas em qualquer parte do disco podem causar dor e disfunção.
O Papel do Envelhecimento Celular na Degeneração dos Discos
Conforme a gente envelhece, certas células do corpo entram em um estado chamado Senescência Celular. Isso significa que elas param de se dividir e soltam substâncias que podem ferir os tecidos ao redor. Esse processo pode ser acionado por várias coisas, tanto de dentro quanto de fora do corpo. Nos discos intervertebrais, a quantidade de células senescentes aumenta com a idade e a degeneração.
Pesquisas estão mostrando que lidar com a senescência celular pode ajudar a desacelerar ou até reverter a degeneração dos discos. Por exemplo, o uso de certas drogas que atacam células senescentes mostrou resultados promissores em estudos com animais, reduzindo a degeneração e a inflamação nos discos.
O Papel dos Fatores de Crescimento
Um fator de crescimento importante para o crescimento e reparo celular é o Fator de Crescimento Derivado de Plaquetas (PDGF). O PDGF é uma substância produzida pelo nosso corpo que ajuda as células a crescer e se curar. No contexto da saúde da coluna, o PDGF pode ajudar a dar suporte às células dentro dos discos intervertebrais e pode reduzir alguns dos efeitos nocivos do envelhecimento e lesão.
O PDGF aparece de várias formas, mas dois tipos mais estudados são o PDGF-AB e o PDGF-BB. Esses tipos específicos estão presentes em condições como o plasma rico em plaquetas (PRP), que é frequentemente usado em tratamentos médicos para estimular a cura. Eles podem se ligar a receptores específicos nas células, desencadeando uma série de reações que promovem o crescimento e a sobrevivência celular.
Efeito do PDGF nas Células Discal Humanas
Em estudos, o PDGF mostrou ajudar as células dos discos a crescerem e produzirem os materiais necessários para manter os discos funcionando bem. Quando células de disco humano foram tratadas com PDGF-AB ou PDGF-BB, os pesquisadores notaram mudanças na Expressão Gênica - ou seja, certos genes foram ativados ou desativados em resposta ao tratamento.
Isso sugere que o PDGF pode criar um ambiente favorável à cura e pode contrabalançar os efeitos negativos do envelhecimento celular. O tratamento aumentou a expressão de genes que incentivam a divisão celular, enquanto também reduziu sinais de estresse e dano celular.
Visão Geral do Estudo de Pesquisa
Em um estudo recente, os cientistas queriam explorar como o PDGF-AB e o PDGF-BB afetam células humanas de discos intervertebrais envelhecidas e degeneradas. Eles trataram essas células com ambas as formas de PDGF e analisaram os resultados usando técnicas de perfil genético pra ver como o tratamento alterou o comportamento celular.
Coleta de Amostras e Extração de Células
Para fazer o estudo, os pesquisadores pegaram tecidos de disco intervertebral humano de pacientes que passaram por cirurgia por causa de dor relacionada ao disco. Células degeneradas e saudáveis foram extraídas e cultivadas em laboratório.
Pra se preparar pro tratamento, as células foram privadas de nutrientes por um dia pra aumentar a sensibilidade ao tratamento com PDGF. Após o tratamento com PDGF-AB ou PDGF-BB, os pesquisadores coletaram RNA das células pra analisar mudanças na expressão gênica.
Analisando a Expressão Gênica
Os pesquisadores examinaram como o tratamento alterou a expressão gênica nas células NP e AF. Comparando as células tratadas com as não tratadas, eles puderam identificar quais genes foram afetados.
Nas células NP, tanto o PDGF-AB quanto o PDGF-BB levaram a um aumento na expressão de genes ligados ao crescimento celular e a uma diminuição dos genes associados ao estresse e dano. Enquanto isso, as células AF responderam de forma diferente, indicando que os dois tipos de células podem reagir ao tratamento de maneiras únicas.
Análise de Caminhos
Usando vários métodos de análise, os cientistas exploraram os processos biológicos afetados pelo tratamento com PDGF. Eles descobriram que as células tratadas mostraram mudanças significativas em genes associados ao ciclo celular, que é crucial para o crescimento e a divisão celular.
Nas células NP, caminhos específicos relacionados ao desenvolvimento da cartilagem foram ativados após o tratamento, sugerindo que as células estavam mais preparadas pra manter suas funções saudáveis. Por outro lado, as células AF mostraram mudanças em caminhos ligados à resposta ao estresse e inflamação, indicando ainda mais a necessidade de tratamentos personalizados.
Investigando a Senescência Celular
Pra entender melhor o impacto do tratamento com PDGF na senescência celular, os pesquisadores também examinaram como a senescência induzida por radiação afetou as células do disco. Expondo células NP e AF saudáveis à radiação, os cientistas puderam criar um modelo de senescência pra ver como o tratamento com PDGF pode mitigar seus efeitos.
Após o tratamento, eles observaram que as células tratadas com PDGF mostraram menos senescência, como evidenciado por marcadores de senescência diminuídos e crescimento celular melhorado. Isso sugere que o PDGF pode proteger as células do declínio relacionado ao envelhecimento.
Conclusões e Direções Futuras
As descobertas dessa pesquisa destacam o potencial do PDGF-AB e do PDGF-BB como tratamentos pra degeneração relacionada à idade dos discos intervertebrais. Esses fatores de crescimento não só ajudam a estimular a função saudável das células, mas também protegem contra os efeitos nocivos da senescência celular.
Futuros estudos vão se concentrar em entender melhor os mecanismos pelos quais o PDGF promove a cura e reduz a senescência nas células do disco. Isso pode levar a tratamentos inovadores pra DL e melhorar os resultados pra pacientes com degeneração dos discos. À medida que a pesquisa avança, o PDGF pode ser uma avenida promissora pra lidar com os desafios da dor lombar e manter a saúde da coluna.
Em resumo, enfrentar a senescência celular e explorar o papel terapêutico de fatores de crescimento como o PDGF pode abrir portas pra novas abordagens na gestão da dor lombar e na melhoria da qualidade de vida das pessoas afetadas.
Título: Protective effects of PDGF-AB/BB against cellular senescence in human intervertebral disc
Resumo: Cellular senescence, characterized by a permanent state of cell cycle arrest and a secretory phenotype contributing to inflammation and tissue deterioration, has emerged as a target for age-related interventions. Accumulation of senescent cells is closely linked with intervertebral disc (IVD) degeneration, a prevalent age-dependent chronic disorder causing low back pain. Previous studies have highlighted that platelet-derived growth factor (PDGF) mitigated IVD degeneration through anti-apoptosis, anti-inflammation, and pro-anabolism. However, its impact on IVD cell senescence remains elusive. In this study, human NP and AF cells derived from aged, degenerated IVDs were treated with recombinant human (rh) PDGF-AB/BB for 5 days and changes of transcriptome profiling were examined through mRNA sequencing. NP and AF cells demonstrated similar but distinct responses to the treatment. However, the effects of PDGF-AB and BB on human IVD cells were comparable. Specifically, PDGF-AB/BB treatment resulted in downregulation of gene clusters related to neurogenesis and response to mechanical stimulus in AF cells while the downregulated genes in NP cells were mainly associated with metabolic pathways. In both NP and AF cells, PDGF-AB and BB treatment upregulated the expression of genes involved in cell cycle regulation, mesenchymal cell differentiation, and response to reduced oxygen levels, while downregulating the expression of genes related to senescence associated phenotype, including oxidative stress, reactive oxygen species (ROS), and mitochondria dysfunction. Network analysis revealed that PDGFRA and IL6 were the top hub genes in treated NP cells. Furthermore, in irradiation-induced senescent NP cells, PDGFRA gene expression was significantly reduced compared to non-irradiated cells. However, rhPDGF-AB/BB treatment increased PDGFRA expression and mitigated the senescence progression through increased cell population in the S phase, reduced SA-{beta}-Gal activity, and decreased expression of senescence related regulators including P21, P16, IL6, and NF-{kappa}B. Our findings reveal a novel anti-senescence role of PDGF in the IVD, demonstrating its ability to alleviate the senescent phenotype and protect against the progression of senescence. This makes it a promising candidate for preventing or treating IVD degeneration by targeting cellular senescence. O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=102 SRC="FIGDIR/small/617862v1_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (26K): [email protected]@44669aorg.highwire.dtl.DTLVardef@ac4104org.highwire.dtl.DTLVardef@e094ef_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG C_FIG
Autores: Hicham Drissi, C. Zhang, M. E. Diaz-Hernandez, T. Fukunaga, S. Shenoy, S. T. Yoon, L. Haglund
Última atualização: 2024-10-13 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.11.617862
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.11.617862.full.pdf
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