La cartilagine delle articolazioni umane può ripararsi

Gli esseri umani hanno la capacità di una salamandra di far ricrescere la cartilagine nelle articolazioni. Il processo potrebbe essere sfruttato come trattamento per l'osteoartrite.

I ricercatori di Duke Health sostengono che, contrariamente alla credenza popolare, la cartilagine delle articolazioni umane può ripararsi attraverso un processo simile a quello usato da creature come salamandre e pesce zebra per rigenerare gli arti.

In uno studio pubblicato sulla rivista Science Advances, (1) i ricercatori hanno identificato un meccanismo per la riparazione della cartilagine che sembra essere più efficace nelle articolazioni della caviglia e meno nei fianchi. La scoperta potrebbe potenzialmente portare a trattamenti per l'artrosi, il disturbo articolare più comune al mondo.

“Riteniamo che la comprensione di questa capacità rigenerativa, simile a una salamandra, nell'uomo, dei componenti criticamente mancanti di questo circuito regolatorio, potrebbe fornire le basi per nuovi approcci per riparare i tessuti articolari e possibilmente interi arti umani”, ha detto l'autore senior Virginia Byers Kraus, MD, Ph.D., (2) professore nei dipartimenti di Medicina, Patologia e Chirurgia Ortopedica presso Duke.

La dottoressa Virginia Byers Kraus e colleghi, tra cui l'autore principale Ming-Feng Hsueh, Ph.D., (3) hanno ideato un modo per determinare l'età delle proteine utilizzando orologi molecolari interni integrali agli aminoacidi, che convertono una forma in un'altra con regolarità prevedibile.

Le proteine di nuova creazione nei tessuti hanno poche o nessuna conversione di aminoacidi; le proteine più vecchie ne hanno molte. La comprensione di questo processo ha permesso ai ricercatori di utilizzare la spettrometria di massa sensibile per identificare quando le proteine chiave della cartilagine umana, compresi i collageni, erano giovani, di mezza età o anziane.

Gli scienziati hanno scoperto che l'età della cartilagine dipendeva in gran parte da dove risiedeva nel corpo. La cartilagine alle caviglie è giovane, è di mezza età al ginocchio e vecchia ai fianchi. Questa correlazione tra l'età della cartilagine umana e la sua posizione nel corpo si allinea con il modo in cui si verifica la riparazione degli arti in alcuni animali, che si rigenerano più facilmente sulle punte più lontane, comprese le estremità delle gambe o delle code.

La scoperta aiuta anche a spiegare perché le lesioni alle ginocchia delle persone e, in particolare, i fianchi impiegano molto tempo per riprendersi e spesso si sviluppano in artrite, mentre le lesioni alla caviglia guariscono più rapidamente e meno spesso diventano gravemente artritiche.

I ricercatori hanno inoltre appreso che molecole chiamate microRNA regolano questo processo. Non sorprende che queste microRNA siano più attive negli animali noti per la riparazione di arti, pinne o code, tra cui salamandre, zebrafish, pesci d'acqua dolce africani e lucertole.

Queste microRNA si trovano anche nell'uomo, un artefatto evolutivo che fornisce la capacità nell'essere umano di riparare i tessuti articolari. Come negli animali, l'attività delle microRNA varia significativamente in base alla loro posizione: erano più alte nelle caviglie rispetto alle ginocchia e ai fianchi e più alte nello strato superiore della cartilagine rispetto agli strati più profondi della cartilagine.

“Siamo rimasti entusiasti di apprendere che i regolatori della rigenerazione dell'arto della salamandra sembrano essere anche i controllori della riparazione dei tessuti articolari nell'arto umano”, ha detto il dottor Ming-Feng Hsueh. “Lo chiamiamo la nostra capacità di ìsalamandra interiore'.”

I ricercatori hanno affermato che le microRNA potrebbero essere sviluppate come medicinali per prevenire, rallentare o invertire l'artrite.

La dottoressa Virginia Byers Kraus afferma: “riteniamo di poter stimolare questi regolatori a rigenerare completamente la cartilagine degenerata di un'articolazione artritica. Se riusciamo a capire quali regolatori ci mancano rispetto alle salamandre, potremmo anche essere in grado di aggiungere nuovamente i componenti mancanti e in futuro sviluppare un modo per rigenerare parzialmente o totalmente un arto umano ferito. Riteniamo che questo sia un meccanismo fondamentale di riparazione che potrebbe essere applicato a molti tessuti, non solo alla cartilagine.”

Oltre a Kraus e Hsueh, gli autori dello studio includono Patrik Onnerfjord, Michael. P. Bolognesi e Mark. E. Easley. Lo studio ha ricevuto il sostegno di una borsa di studio collaborativa OARSI, un premio di scambio collaborativo da parte della Società di ricerca ortopedica e del National Institutes of Health (P30-AG-028716).

Riferimenti:

(1) Analysis of “old” proteins unmasks dynamic gradient of cartilage turnover in human limbs

(2) Virginia Byers Kraus

(3) Ming-Feng Hsueh

Descrizione foto: i ricercatori della Duke University hanno studiato la cartilagine dell'anca, del ginocchio e della caviglia e hanno scoperto un modello di rigenerazione guardando le proteine ??all'interno della cartilagine. - Credit: Alisa Weigandt for Duke Health.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Humans have salamander-like ability to regrow cartilage in joints