@article {15864, title = {Regenera{\c c}{\~a}o do menisco humano por engenharia de tecidos: Nova abordagem celular e acelular (Pr{\'e}mio Jorge Mineiro 2011)}, journal = {Revista Portuguesa de Ortopedia e Traumatologia}, volume = {20}, year = {2012}, month = {2012-06-30 00:00:00}, pages = {127-166}, abstract = {

A meniscectomia (total ou parcial) tem sido a abordagem cl{\'\i}nica mais frequente no que respeita ao tratamento da maioria das les{\~o}es do menisco. A repara{\c c}{\~a}o meniscal representa uma tend{\^e}ncia recente em ortopedia uma vez que a import{\^a}ncia funcional destas estruturas na articula{\c c}{\~a}o do joelho e as consequ{\^e}ncias a longo prazo da sua remo{\c c}{\~a}o s{\~a}o agora melhor compreendidas. Contudo, as suas indica{\c c}{\~o}es ainda s{\~a}o limitadas e apesar de garantir melhores resultados funcionais e radiol{\'o}gicos a longo prazo, as t{\'e}cnicas de repara{\c c}{\~a}o apresentam ainda uma taxa muito elevada de fal{\^e}ncia e reinterven{\c c}{\~a}o.

As les{\~o}es destas estruturas continuam a estar entre as mais frequentes patologias que motivam interven{\c c}{\~a}o cir{\'u}rgica em Ortopedia e t{\^e}m um importante impacto s{\'o}cio-econ{\'o}mico.

Verificamos um interesse crescente da comunidade m{\'e}dica nos aspectos da biologia do menisco humano mas continuam a existir poucos estudos relacionados com este tema. Um dos objectivos desde grupo de investiga{\c c}{\~a}o {\'e} acrescentar conhecimento relevante sobre este tecido com o objectivo de facilitar aplica{\c c}{\~o}es cl{\'\i}nicas futuras, nomeadamente pelo conhecimento das propriedades biomec{\^a}nicas do menisco a fresco (sem processo de congelamento) e da sua biologia celular. Da an{\'a}lise mec{\^a}nica din{\^a}mica (DMA) dos segmentos do menisco humano a fresco observamos a seguinte tend{\^e}ncia decrescente de rigidez: segmento anterior MI (0.25 MPa a 1Hz) \<anterior ME\< m{\'e}dio ME \< posterior MI\< posterior ME\< m{\'e}dio MI (0.9 MPa a 1 Hz). As c{\'e}lulas isoladas das diferentes amostras incluem fibrocondr{\'o}citos e c{\'e}lulas estaminais mesenquimais (positivas para CD105, CD73 e CD90; negativas para CD34 e CD45). A densidade celular decresce da periferia para o centro. Existe assimetria na celularidade entre os diferentes segmentos avaliados.

Efectuamos a primeira revis{\~a}o sistem{\'a}tica da literatura sobre aplica{\c c}{\~o}es da Engenharia de Tecidos e Medicina Regenerativa aplicadas {\`a}s les{\~o}es meniscais para aferir o estado da arte.

Existem poucos biomateriais em aplica{\c c}{\~a}o cl{\'\i}nica actualmente com esta finalidade. Diferentes op{\c c}{\~o}es t{\^e}m sido testadas como estruturas tridimensionais porosas {\textquotedblleft}scaffolds{\textquotedblright} vi{\'a}veis (derivados do colag{\'e}nio, poliuretano ou poliglicerol, enxertos de submucosa, hidrog{\'e}is acelulares) mas muitas quest{\~o}es permanecem por responder apesar de, nos ensaios pr{\'e}-cl{\'\i}nicos e poucos ensaios cl{\'\i}nicos publicados, serem apresentadas perspectivas promissoras. Matrizes derivadas de colag{\'e}nio e de poliuretano est{\~a}o j{\'a} comercialmente dispon{\'\i}veis para substitui{\c c}{\~a}o parcial de menisco mas existem algumas preocupa{\c c}{\~o}es relativas {\`a} sua estabilidade e taxa de degrada{\c c}{\~a}o, e biocompatibilidade. Por outro lado, poucos estudos combinam estrat{\'e}gias de regenera{\c c}{\~a}o baseadas em abordagens acelulares e celulares existindo a{\'\i} uma diferen{\c c}a marcada nas abordagens por estudos cl{\'\i}nicos e pr{\'e}-cl{\'\i}nicos.

Para cumprir o objectivo de regenera{\c c}{\~a}o deste tecido existe um longo caminho a percorrer na descoberta da melhor forma de aplicar a tr{\'\i}ada da Engenharia de Tecidos (matrizes, c{\'e}lulas, factores de crescimento ou subst{\^a}ncias bioactivas) ou mesmo abordagens mais complexas por Medicina Regenerativa (manipula{\c c}{\~a}o de c{\'e}lulas estaminais, gen{\'e}tica, nanotecnologia) para responder {\`a} recupera{\c c}{\~a}o deste tecido concreto e adequado aos v{\'a}rios mecanismos de les{\~a}o estabelecidos.

Foi testada a viabilidade de um novo biomaterial derivado de solu{\c c}{\~a}o aquosa de elevada concentra{\c c}{\~a}o de fibro{\'\i}na de seda desenvolvida na nossa institui{\c c}{\~a}o, e que permite combinar propriedades mec{\^a}nicas e biol{\'o}gicas promissoras para uso como estrutura tri-dimensional porosa em zonas articulares de carga com vantagens por compara{\c c}{\~a}o aos materiais existentes e considerando os dados adquiridos da nossa caracteriza{\c c}{\~a}o do menisco a fresco.

A nossa hip{\'o}tese {\'e} que estes biomateriais processados como scaffolds e combinados com c{\'e}lulas (isoladas do tecido nativo ou diferenciadas previamente de c{\'e}lulas estaminais, e.g. tecido adiposo abdominal ou bolsa de Hoffa), permitir{\~a}o desenvolver estrat{\'e}gias regenerativas, capazes de ultrapassar algumas limita{\c c}{\~o}es e preocupa{\c c}{\~o}es associadas {\`a}s pr{\'a}ticas que est{\~a}o j{\'a} em uso cl{\'\i}nico.

Um segundo objectivo ser{\'a} completar esta abordagem reconhecendo e controlando o processo de neovasculariza{\c c}{\~a}o/inerva{\c c}{\~a}o adversa. A nossa hip{\'o}tese ser{\'a} que {\'e} positivo incrementar a neovasculariza{\c c}{\~a}o na zona perif{\'e}rica (facilitando a ades{\~a}o e integra{\c c}{\~a}o) e inibi-la na {\'a}rea mais central do menisco a{\'\i} preservando o fen{\'o}tipo dos menisc{\'o}citos (respons{\'a}veis pela manuten{\c c}{\~a}o das propriedades biomec{\^a}nicas) e inibindo desenvolvimento de nocireceptores em zonas de carga. Pelo uso de um outro biomaterial original do nosso grupo (Goma gelana metacrilada) (factor de crescimento vascular-endotelial) foi conseguido, pelo ensaio de angiog{\'e}nese na membrana corioalant{\'o}ica do embri{\~a}o de galinha demonstrar pela primeira vez a possibilidade de controlar a neovasculariza{\c c}{\~a}o adversa em tecido de menisco humano.

Com base nos resultados obtidos foi poss{\'\i}vel construir uma nova hip{\'o}tese para abordagem por Medicina Regenerativa aos defeitos do menisco implicando o uso de c{\'e}lulas, factores de crescimento e novos biomateriais desenvolvidos no nosso Grupo (fibro{\'\i}na de seda e goma gelana). Decorre ainda dos mesmos um modelo original de diferencia{\c c}{\~a}o para regenera{\c c}{\~a}o do menisco considerando a assimetria do tecido nativo, respeitando a distribui{\c c}{\~a}o determinada pelas {\'a}reas definidas pelo grau de vasculariza{\c c}{\~a}o do menisco humano adulto.

Conclu{\'\i}da a fase de estudo in vitro, est{\'a} j{\'a} em curso a subsequente an{\'a}lise in vivo incluindo modelo em ovelha pois tem sido largamente estudada como modelo de artrose do joelho humano por partilhar v{\'a}rios aspectos da biomec{\^a}nica e biologia desta articula{\c c}{\~a}o.

}, keywords = {Engenharia de Tecidos, Menisco}, author = {Pereira, H. and Silva-Correia, J. and Frias, A. M. and Oliveira, J. M. and Mesquita, M. J. and Reis, R. L. and Espregueira-Mendes, J. D.} }