Pesquisadores trabalham na detecção antecipada de artrose

Atrose na mão é extremamente dolorosa.

Pesquisadores do Biocentro da Universidade da Basileia descobriram uma forma de detectar decomposição do tecido cartilaginoso nos seus estágios mais precoces através de um microscópio de força atômica.

Assim eles podem descobrir o início de uma artrose antes que ela cause maiores danos.

Cada homem e mulher corre o risco: cedo ou tarde a cartilagem nas nossas articulações perde a elasticidade e, através disso, sua funcionalidade. O tecido, que normalmente funciona para as articulações como amortecedor e óleo lubrificante, torna-se quebradiço, deforma-se até que, no pior dos casos, os ossos friccionam uns contra os outros.

E isso dói: aproximadamente 100 milhões de pessoas no mundo sofrem dessa doença que é conhecida cientificamente como osteoartrite ou, mais popularmente, artrose. Com o envelhecimento crescente da população mundial, esse processo degenerativo atinge cada vez mais pessoas.

Sem cura

Até hoje não existem medicamentos ou terapias contra a artrose. No pior dos casos é necessário o implante de articulações artificiais, um processo dispendioso e de longa duração. O problema está no fato da doença só ser percebida quando as dores começam a aparecer e os danos já ocorreram.

Mesmo as melhoras técnicas de artroscopia, uma espécie de endoscopia na qual uma sonda penetra no corpo para analisar o estado das articulações do joelho, por exemplo, só traz alarme quando a degeneração já causou danos consideráveis.

Ajuda graças à nanotecnologia

Uma possível solução para o problema pode ser através da nanotecnologia, na qual o biólogo de estruturas Martin Stolz, do Biocentro da Universidade da Basileia, já pesquisa há mais de uma década como ele mesmo declara.

No último número da revista científica “Nature”, ele informa os resultados mais recentes do seu grupo de trabalho. Nestes, seu grupo de pesquisadores utilizou o chamado microscópio de força atômica (AFM, na sigla em inglês) como o que foi desenvolvido nos anos 80 do século passado no centro de pesquisas da IBM em Rüschlikon (cantão de Zurique) pelo Prêmio Nobel Gerd Binnig. O aparelho é capaz de tornar visível até as menores estruturas moleculares de um material biológico.

Quando cartilagem perde açúcar

No Biocentro é utilizado, porém, um aparelho aperfeiçoado pelo Instituto de Microtecnologia de Neuchâtel (IMT, na sigla em francês) sob a coordenação do pesquisador Urs Staufer. Esse microscópio de força atômica é utilizado por Martin Stolz e seus colegas do Instituto de Biologia Estrutural do Biocentro para pesquisar a fundo o tecido das cartilagens. Seu objetivo é descobrir o que ocorre realmente através do processo de envelhecimento nas articulações. Isso trouxe algumas interessantes descobertas.

Em primeiro lugar é necessário saber que as cartilagens são feitas de forma geral de dois tipos de material: fibrilas de colágeno, que suportam toda a estrutura, e moléculas semelhantes ao açúcar (proteoglicanos), que acumulam água e, dessa forma, dão aos tecidos das cartilagens suas propriedades elásticas. Se a parte de proteoglicanos abaixa, então a superfície da cartilagem torna-se quebradiça.

Esse endurecimento pode ser detectado com grande precisão pelo microscópio que, por trabalhar em escala de nanômetros, é capaz de registrar a existência – ou falta – das moléculas de proteoglicanos nas redes de fibrilas. Essa técnica já é dominada há tempo por Martin Stolz e sua equipe.

Provado em ratos

A novidade é que o fenômeno do surgimento da artrose pode ser retratado através de testes realizados em ratos. Para isso o microscópio AFM analisou o desgaste natural da cartilagem em ratos com idades avançadas.

“Então comparamos com a situação de ratos modificados geneticamente que, graças a isso, já tinham artrose ainda como animais jovens”, explica Martin Stolz à swissinfo. “Dessa forma pudemos mostrar que, graças ao AFM, é possível detectar a degeneração das cartilagens um mês antes do início do processo que leva à artrose. Através dos métodos tradicionais de artroscopia se necessita de meio ano até poder ver algo”.

Apesar de funcionar com ratos, o método está longe de poder ser aplicado no dia-a-dia dos consultórios médicos. “Para poder ser aplicado em seres humanos o microscópio deve ser construído de tal forma a possibilitar as medições diretamente nas articulações do joelho ou do quadril”, acrescenta Stolz.

“Tecnicamente isso é muito complexo, sobretudo posicionar de forma precisa a sonda sobre a superfície da cartilagem que está sendo analisada”.

Em cinco anos aplicável?

O primeiro protótipo construído ainda é excessivamente grande e frágil para ser aplicado sob as duras condições de uma sala de operação, “onde essas medições teriam de ser feitas rapidamente”.

O pesquisador tem, porém, um projeto de construção de um sensor muito mais compacto. “Se ele funcionar corretamente, então poderemos entregar aos ortopedistas os primeiros aparelhos em cinco anos”, avalia de forma otimista Stolz.

A cartilagem saudável tem qualidades definidas em termos de composição molecular, mecânica e percentagem de água. Qualquer desvio da normalidade significa um passo em direção à artrose.

“Agora temos um método sensível de medição que nos ajuda a compreender o processo de envelhecimento da cartilagem e de artrose em nível molecular”. O reconhecimento da degeneração da cartilagem nos seus estágios iniciais é a condição sine qua non para encontrar uma cura da artrose, se mesmo isso for possível.

swissinfo, Ulrich Goetz

Nanotecnologia

Microscópios de força atômica trabalham em escala de nanômetros (um nanômetro vale 1,0×10−9 metros – ou um milionésimo de milímetro. Tem como símbolo nm), uma resolução que nunca poderia ser alcançada por um microscópio à luz.

Como funciona: uma agulha praticamente invisível a olho nu é fixada na ponta de uma célula de carga para análise de tensão e levada o mais próximo possível do objeto a ser estudado. Esta se deforma segundo a força de cada uma das moléculas.

A ponta da célula de carga toca sistematicamente ponto por ponto do objeto analisado, vasculhando dessa forma toda sua superfície.

Dessa forma o microscópio de força atômica (Atomic Force Microscope – AFM) pode medir objetos em dimensões de nanômetros, inclusive moléculas e átomos individuais.

As várias medições resultam em uma imagem tridimensional da superfície do objeto no computador.

Artrose

A osteoartrite ou artrose (artrite degenerativa, doença degenerativa das articulações) é uma perturbação crônica das articulações caracterizada pela degeneração da cartilagem e do osso adjacente, que pode causar dor articular e rigidez.

A artrose, a perturbação articular mais freqüente, afeta em algum grau muitas pessoas por volta dos 70 anos de idade, tanto homens como mulheres. Contudo, a doença tende a desenvolver-se nos homens numa idade mais precoce. A artrose também pode aparecer em quase todos os vertebrados, inclusive peixes, anfíbios e aves.

Ao chegar aos 40 anos de idade, muitas pessoas manifestam sinais de artrose nas radiografias, especialmente nas articulações que sustentam o peso (como o quadril), mas relativamente poucas apresentam sintomas.

Em geral, os sintomas desenvolvem-se gradualmente e afetam inicialmente uma ou várias articulações (as dos dedos, a base dos polegares, o pescoço, a zona lombar, o dedo grande do pé (hálux), o quadril e os joelhos). A dor é o primeiro sintoma, que aumenta em geral com a prática de exercício. Em alguns casos, a articulação pode estar rígida depois de dormir ou de qualquer outra forma de inatividade; contudo, a rigidez costuma desaparecer 30 minutos depois de se iniciar o movimento da articulação.

A articulação pode perder a mobilidade e inclusive ficar completamente rígida numa posição incorreta à medida que piora a lesão provocada pela artrose. O novo crescimento da cartilagem, do osso e outros tecidos pode aumentar o tamanho das articulações. A cartilagem áspera faz com que as articulações ranjam ou crepitem ao mover-se. As protuberâncias ósseas desenvolvem-se com frequência nas articulações das pontas dos dedos (nódulos de Heberden). Texto: Wikipédia em português