(Osteoporosi-Immagine Credit Public Domain).
I ricercatori del Garvan Institute of Medical Research hanno scoperto un nuovo tipo di cellula ossea che potrebbe rivelare nuovi approcci terapeutici per l’osteoporosi e altre malattie scheletriche.
Le nuove cellule, che i ricercatori chiamano “osteomorfi”, si trovano nel sangue e nel midollo osseo e si fondono insieme per formare gli osteoclasti, cellule specializzate che scompongono il tessuto osseo. Hanno un profilo genomico unico che rivela obiettivi terapeutici promettenti e ancora inesplorati.
Autori dello studio (LR) Dr Weng Hua Khoo, Professor Tri Phan, Professor Peter Croucher, Dr Michelle McDonald. Credito immagine: Garvan Institute
“Questa scoperta è un punto di svolta, che non solo ci aiuta a comprendere la biologia ossea, ma presenta nuove strade significative per la terapia dell’osteoporosi”, afferma il co-autore senior Professor Tri Phan, che dirige il laboratorio di microscopia intravitale e di espressione genica presso il Garvan Istituto. “Gli osteomorfi esprimono diversi geni che sembrano essere collegati alla malattia ossea, il che potrebbe portare gli scienziati a modi completamente nuovi per combattere l’osteoporosi“.
La scoperta è pubblicata sulla prestigiosa rivista Cell.
Riassorbimento osseo al microscopio
A livello microscopico, il nostro scheletro è in continua evoluzione. Per supportare la crescita ossea, il mantenimento e la riparazione dei danni, cellule specializzate sulla superficie ossea scompongono il vecchio tessuto osseo (noto come riassorbimento osseo) e lo ricostruiscono. Un cambiamento a tale equilibrio può portare a fragilità ossea, inclusa l’osteoporosi, che si stima colpisca oltre 900.000 persone nella sola Australia.
Per comprendere meglio il riassorbimento osseo e come trattarlo, i ricercatori di Garvan hanno studiato gli osteoclasti, le cellule specializzate nel riassorbimento osseo, in un modello sperimentale. Utilizzando la tecnologia di imaging intravitale che consente uno sguardo profondo all’interno del tessuto osseo vivente, i ricercatori hanno notato che gli osteoclasti hanno fatto qualcosa di insolito: si sono divisi in cellule più piccole e poi si sono uniti per formare di nuovo gli osteoclasti.
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“Questo processo era completamente nuovo per noi. Il consenso fino ad ora è stato che gli osteoclasti subiscono la morte cellulare dopo aver svolto il loro lavoro, ma abbiamo visto che stavano riciclandosi dividendosi e riunendosi di nuovo, un processo che ipotizziamo possa aumentare la loro durata di vita “, afferma la Dott.ssa Michelle McDonald, primo autore dell’articolo e leader del Bone Microenvironment Group di Garvan. “Abbiamo anche trovato queste cellule nel sangue e nel midollo osseo, suggerendo che possono viaggiare in altre parti dello scheletro, come una probabile ‘riserva’ di cellule pronte a fondersi e dispiegarsi quando gli osteoclasti sono nuovamente necessari“.
Una firma genetica unica
Utilizzando la tecnologia di sequenziamento dell’RNA a cellula singola all’avanguardia, che i ricercatori hanno sviluppato appositamente per studiare queste cellule nell’osso, il team ha scoperto che le nuove cellule hanno attivato una serie di geni.
“Il profilo dei geni che sono stati attivati in queste cellule è davvero interessante – mentre molti geni sono stati espressi anche dagli osteoclasti, molti erano unici. Questo, insieme all’evidenza dei nuovi processi di rifusione osservati dall’imaging intravitale, ci ha convinto di aver scoperto un nuovo tipo di cellula, che abbiamo chiamato osteomorfi“, afferma l’autore, il Dottor Weng Hua Khoo.
Con i colleghi dell’Imperial College di Londra, i ricercatori hanno eliminato 40 dei geni attivati negli osteomorfi in modelli sperimentali. Hanno scoperto che per 17 di questi geni, la delezione ha avuto un impatto sulla quantità di osso e forza ossea, indicando un loro ruolo critico nel controllo dell’osso.
“Quando abbiamo esaminato ulteriormente i dati genomici umani in database disponibili pubblicamente, abbiamo scoperto che i geni attivati negli osteomorfi erano collegati a varianti geniche umane che portano alla displasia scheletrica e controllano la densità minerale ossea”, afferma il co-autore senior dello studio Professor Peter Croucher, viceDirettore dell’Istituto Garvan e capo del laboratorio di biologia ossea.
“Insieme, questi risultati hanno rivelato quanto siano cruciali gli osteomorfi nel mantenimento delle ossa e che la comprensione di queste cellule e dei geni che le controllano potrebbe rivelare nuovi bersagli terapeutici per le malattie scheletriche”.
Spiegare un effetto collaterale comune
Oltre a rivelare nuove strade per il trattamento, i risultati del team forniscono una possibile spiegazione di un fenomeno clinico comunemente osservato.
“Alcuni individui che interrompono il trattamento per l’osteoporosi con Denosumab sperimentano una riduzione della massa ossea e un aumento delle cosiddette ‘fratture vertebrali di rimbalzo‘”, spiega il Professor Phan.
Gli autori affermano che Denosumab blocca una molecola che necessaria affinché gli osteomorfi formino gli osteoclasti. Sospettano che i pazienti che ricevono Denosumab accumulino osteomorfi nel loro corpo e che questi vengano rilasciati per formare osteoclasti, che riassorbono l’osso, quando il trattamento viene interrotto.
I ricercatori affermano che lo studio degli effetti del Denosumab e di altri farmaci per l’osteoporosi sugli osteomorfi potrebbe informare su come questi trattamenti potrebbero essere migliorati e come potrebbero essere prevenuti i loro effetti di astinenza.
“Anche se non comprendiamo ancora appieno il ruolo degli osteomorfi, la loro esistenza ha già portato a un importante cambiamento nella nostra comprensione dello scheletro”, afferma il Professor Croucher. “Questa ricerca è stata un enorme sforzo internazionale combinato in molte discipline scientifiche. Non vediamo l’ora di esplorare come queste cellule possono cambiare l’approccio all’osteoporosi e ad altre malattie scheletriche andando avanti”.
Fonte: Garvan Institute
