Gli scienziati hanno recentemente descritto il loro lavoro in Proceedings of the National Academy of Sciences. Nello studio, il team mostra come la perdita della proteina HMGB2, trovata nello strato superficiale della cartilagine articolare, porta al progressivo deterioramento della cartilagine che è il segno distintivo dell’osteoartrite.
“Abbiamo trovato il meccanismo che inizia a spiegare come e perché l’invecchiamento porta al deterioramento della cartilagine articolare”, afferma il professore di ricerca di Scripps Martin Lotz, M. D., un ricercatore di artrite di fama mondiale che ha guidato lo studio con Noboru Taniguchi, M. D., Ph. D., un ricercatore senior nel suo laboratorio. “I nostri risultati dimostrano un legame diretto tra la perdita di questa proteina e l’osteoartrite.”
L’osteoartrite inizia tipicamente con una rottura dello strato superficiale della cartilagine. Lo strato superficiale della cartilagine, chiamato zona superficiale, è il più importante funzionalmente dei quattro strati di cartilagine presenti nelle articolazioni. Nelle articolazioni normali la superficie della cartilagine è perfettamente liscia, consentendo alle articolazioni di scivolare l’una sull’altra senza attrito. Una volta che la cartilagine della zona superficiale inizia a deteriorarsi, però, osteoartrite imposta in, innescando un processo irreversibile che alla fine porta alla perdita di strati sottostanti di cartilagine fino a quando l’osso comincia a macinare dolorosamente contro l’osso. L’osteoartrite colpisce più comunemente la colonna vertebrale, le articolazioni temporo-mandibolari, le spalle, le mani, i fianchi e le ginocchia.
“Sapevamo che la prima fase dell’osteoartrite è la distruzione della cartilagine nella zona superficiale”, afferma Lotz, che ha trascorso gli ultimi cinque anni a studiare il ruolo dell’HMGB2 nell’osteoartrite. “Ora sappiamo che prima che questo strato venga distrutto, c’è una perdita della proteina critica di legame del DNA HMGB2 e che questa perdita è direttamente correlata all’invecchiamento.”
Il team ha scoperto che la proteina HMGB2 è espressa in modo univoco sullo strato superficiale della cartilagine nelle articolazioni, dove supporta la sopravvivenza dei condrociti, le cellule che producono e mantengono la cartilagine. L’invecchiamento è associato alla perdita di HMGB2 e ad una riduzione o eliminazione totale di condrociti nella zona superficiale. Gli scienziati hanno fornito ulteriori collegamenti tra HMGB2 e osteoartrite allevando topi geneticamente carenti di HMGB2; questi topi hanno avuto un esordio precoce e più grave di osteoartrite.
I risultati, realizzati in collaborazione con i colleghi di Scripps Research, Università San Raffaele di Milano, Italia, e Kagoshima University di Kagoshima, Giappone, forniscono una strada promettente per esplorare lo sviluppo di nuove opzioni di trattamento dell’osteoartrite.
“Se si possono trovare piccole molecole per prevenire o fermare la perdita di HMGB2, o al contrario, per stimolare la produzione di questa proteina, allora è possibile che l’osteoartrite possa un giorno essere prevenuta o invertita”, dice Lotz.
La scoperta avrà anche un impatto sulla ricerca sull’uso delle cellule staminali nella rigenerazione dei tessuti. Poiché la cartilagine non è in grado di guarire se stessa, gli scienziati hanno cercato modi per utilizzare le cellule staminali per far crescere la cartilagine sostitutiva in laboratorio che potrebbe essere utilizzata per sostituire chirurgicamente la cartilagine danneggiata o inesistente. Con la scoperta del legame tra HMGB2 e proteina strato superficiale, gli scienziati hanno ora un indizio su come potrebbero essere in grado di progettare la cartilagine strato superficiale.
“Man mano che la nostra popolazione invecchia, l’osteoartrite diventerà un problema di salute sempre più grande”, afferma Lotz. “Tutti alla fine si osteoartrite; anche quelle persone che non sono funzionalmente compromessa dalla malattia si trovano ad avere danni alla cartilagine. E tutto inizia con la perdita di cellule nello strato superficiale. Ora abbiamo un punto di partenza per potenziali prevenzione, diagnosi e trattamento.”
Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health e da sovvenzioni della Arthritis National Research Foundation e della Japan Orthopaedics and Traumatology Foundation, Inc.
