Hoe mesenchymale stamcellen de gezondheid van het gewricht ondersteunen
Wanneer mesenchymale stamcellen uit de gelei van Wharton (WJ-MSC's) via een echogeleide injectie in een gewricht met artrose worden gebracht, gaan ze via meerdere biologische mechanismen een wisselwerking aan met het omliggende weefsel. Die mechanismen sluiten aan bij het feit dat artrose meerdere weefsels treft:
Modulatie van ontstekingsremmende cytokinen
MSC's scheiden een krachtig scala aan ontstekingsremmende cytokinen af, waaronder interleukine-10 (IL-10), transforming growth factor bèta (TGF-β), tumor necrosis factor-stimulated gene 6 (TSG-6) en prostaglandine E2 (PGE2). Die onderdrukken de ontstekingsbevorderende mediatoren (TNF-α, IL-1β, IL-6) die verantwoordelijk zijn voor de voortdurende afbraak van kraakbeen en synoviale ontsteking. Deze verschuiving van een schadelijke naar een herstellende omgeving in het gewricht is essentieel om het verloop van artrose te vertragen.
Chondroprotectieve paracriene signalering
MSC's geven groeifactoren af, waaronder insulin-like growth factor 1 (IGF-1), fibroblast growth factor 2 (FGF-2) en bone morphogenetic protein 7 (BMP-7), die het overleven van chondrocyten ondersteunen, hun vermenigvuldiging bevorderen en de aanmaak van type-II-collageen en aggrecan stimuleren, de essentiële bouwstenen van gezond gewrichtskraakbeen. Deze chondroprotectieve paracriene activiteit kan helpen het resterende kraakbeen te behouden en vroeg herstel van de matrix te ondersteunen.
Polarisatie van synoviale macrofagen
Chronische artrose gaat gepaard met aanhoudende ontsteking van het synoviale membraan (synovitis), met te veel vocht, afbrekende enzymen en ontstekingsmoleculen die de vernietiging van het gewricht versnellen. MSC's moduleren de polarisatie van synoviale macrofagen: ze schuiven ontstekingsbevorderende M1-macrofagen op naar ontstekingsremmende, herstellende M2-fenotypen. Deze immuunmodulatie vermindert synovitis, beperkt de vochtuitstorting en schept een minder vijandige omgeving voor het overleven van kraakbeencellen.
Homeostase van het subchondrale bot
Gevorderde artrose omvat niet alleen kraakbeenverlies, maar ook pathologie van het subchondrale bot: sclerose, beenmergletsels, subchondrale cystevorming en afwijkende botomzet. MSC's kunnen bijdragen aan een betere botbalans door het evenwicht tussen osteoblasten en osteoclasten te reguleren, via ondersteuning van de bloedvaten door afscheiding van VEGF en via antifibrotische signalering die patronen van beenmergoedeem aanpakt.
Modulatie van nociceptieve en neuropathische pijn
Naast de structurele effecten moduleren MSC's pijnroutes via neuro-immuuninteracties en de afscheiding van neurotrofe factoren. Deze tweeledige pijnstillende werking richt zich zowel op de nociceptieve (weefselschade) als op de neuropathische (sensibilisatie van perifere zenuwen) componenten van pijn die chronische artrose kenmerken. Zo kan pijnverlichting ontstaan die gebruikelijke pijnstillers alleen via biochemische weg niet bereiken.
Senolytische en anti-agingeffecten
Recent onderzoek wijst erop dat MSC's in het gewricht senolytisch kunnen werken: ze kunnen helpen senescente chondrocyten op te ruimen die ontstekingsfactoren afscheiden (het senescence-associated secretory phenotype, of SASP) en ze vervangen door gezondere, metabool actieve cellen die de homeostase van het kraakbeen kunnen handhaven. Dit anti-agingmechanisme sluit aan bij de bredere principes van de longevity-geneeskunde, toegepast op de gezondheid van het gewricht.