Immagine, Credito Alisa Weigandt per Duke Health.
I ricercatori della Duke University hanno studiato la cartilagine dell’anca, del ginocchio e della caviglia e hanno scoperto un modello di rigenerazione studiando le proteine all’interno della cartilagine. Ringraziamento: Alisa Weigandt per Duke Health
Contrariamente alla credenza popolare, i ricercatori della Duke Health hanno scoperto che 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.
“Riteniamo che la comprensione di questa capacità rigenerativa nell’uomo, “simile a quella di una salamandra” e dei componenti criticamente mancanti di questo circuito regolatorio, potrebbe fornire le basi per nuovi approcci per riparare i tessuti articolari”, ha detto l’autore senior Virginia Byers Kraus, Professore nei dipartimenti di Medicina, Patologia e Chirurgia Ortopedica presso la Duke.
Kraus e colleghi, tra cui l’autore principale Ming-Feng Hsueh, hanno ideato un modo per determinare l’età delle proteine utilizzando orologi molecolari interni 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 l’età delle proteine ossia quando le proteine chiave della cartilagine umana, compresi i collageni, erano giovani, di mezza età o anziane.
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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, ai 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 questi microRNA siano più attivi negli animali noti per la riparazione di arti, pinne o code, tra cui salamandre, zebrafish, pesci d’acqua dolce africani e lucertole.
Questi microRNA si trovano anche nell’uomo, un artefatto evolutivo che fornisce la capacità all’uomo di riparare i tessuti articolari. Come negli animali, l’attività del microRNA varia significativamente in base alla sua posizione: era più alta nelle caviglie rispetto a ginocchia e fianchi e più alta nello strato superiore della cartilagine rispetto agli strati più profondi della cartilagine.
“Siamo stati 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 Hsueh.
I ricercatori hanno affermato che i microRNA potrebbero essere sviluppati come medicinali che potrebbero prevenire, rallentare o invertire l’artrite.
“Riteniamo di poter stimolare questi regolatori a rigenerare completamente la cartilagine degenerata di un’articolazione artritica e di poter applicare lo stesso meccanismo anche a molti tessuti”.
Fonte, Science Advances
