Quadril ou ombro? A localização é importante para a medula óssea usada no reparo articular

O concentrado de aspirado de medula óssea (BMAC) é um tratamento comum para lesões articulares. A terapia invasiva envolve a extração da medula óssea – muitas vezes do quadril – e sua concentração para preservar as células-tronco e os fatores de crescimento, que ajudam a promover a cicatrização de feridas e a regeneração dos tecidos. A mistura concentrada é então injetada no local da lesão para acelerar o reparo do tecido e reduzir a inflamação. O BMAC pode ser usado sozinho ou em conjunto com cirurgia para reparar rupturas do LCA, LCM e menisco e outras lesões.

“Sabemos que o BMAC tem propriedades terapêuticas que parecem ser eficazes”, diz Colin Herna, estudante de doutorado do quinto ano em bioengenharia, orientado por Sabrina Jedlicka, professora associada de bioengenharia e ciência e engenharia de materiais e vice-reitora de pós-graduação de Lehigh. “Mas nem sempre é compreendido exatamente o que está sendo injetado. Estamos tentando descobrir o que está na caixa preta.”

Herna é a autora principal de um artigo recente publicado em ACS Ômega detalhando como ele e sua equipe identificaram diferenças mensuráveis ​​na composição da medula óssea extraída do quadril versus ombro.

A medula óssea é normalmente colhida da crista ilíaca do quadril (a crista superior curva do osso pélvico), que fornece grandes volumes de medula. Em teoria, diz Herna, isso significa que contém mais células-tronco e resulta em resultados anedóticos melhores. Para certas lesões – como rupturas do manguito rotador – os cirurgiões podem extrair medula da cabeça do úmero do ombro (a extremidade esférica do osso do braço que faz parte da articulação do ombro), evitando um segundo procedimento invasivo. Herna decidiu determinar se a medula do ombro era comparável à medula do quadril.

Usando amostras de ambos os locais, Herna aplicou dois modelos de aprendizado de máquina para selecionar 109 proteínas exclusivas quanto à relevância. Ele então comparou onde os resultados dos modelos se sobrepunham.

“Identificamos seis proteínas que podem ajudar a distinguir entre os dois locais de extração”, diz ele. “Em outras palavras, a medula do quadril e do ombro compartilham muitos dos mesmos ingredientes, mas não nas mesmas proporções”.

A diferença pode resultar dos microambientes únicos de ossos individuais. Essa variabilidade é importante porque as proteínas e os fatores de crescimento podem influenciar significativamente a cura, mesmo em pequenas quantidades.

Herna acredita que o processo desenvolvido por ele e sua equipe ajudará a orientar outros pesquisadores.

“No momento, a extração de BMAC não é padronizada – kits diferentes seguem protocolos diferentes”, diz Herna. “Essa variabilidade leva a diferenças nas concentrações de células-tronco e proteínas. Com esta abordagem de aprendizado de máquina, criamos uma estrutura que os profissionais médicos podem usar para estudar o BMAC ou outros tecidos biológicos.”

Mais adiante, esta pesquisa poderá aprofundar a compreensão do BMAC e permitir que os médicos adaptem os tratamentos, escolhendo locais de extração com base nas proteínas com maior probabilidade de beneficiar cada paciente. Combinado com pesquisas futuras sobre fatores demográficos, como idade, sexo e estilo de vida, poderá aproximar a medicina regenerativa dos cuidados personalizados.

Para Herna, que espera concluir o doutorado. em dezembro e realizar pesquisas quantitativas, o aspecto da ciência de dados do projeto foi especialmente motivador.

“Há muita informação por aí”, diz ele. “Ter as habilidades para tomar decisões informadas com base nesses dados é valioso em muitos campos de pesquisa”.