Uno studio condotto dai ricercatori della Stanford Medicine ha scoperto che un'iniezione che blocca una proteina legata all'invecchiamento può invertire la naturale perdita di cartilagine del ginocchio nei topi anziani. Lo stesso trattamento ha anche impedito lo sviluppo di artrite dopo lesioni al ginocchio simili a lesioni del legamento crociato anteriore, comuni tra gli atleti e gli sportivi amatoriali. I ricercatori sottolineano che una versione orale del trattamento è già in fase di sperimentazione in studi clinici volti a trattare la debolezza muscolare correlata all'età.
La cartilagine perduta per invecchiamento o artrite potrebbe essere ripristinata bloccando una proteina
Anche i campioni di cartilagine umana prelevati da interventi di sostituzione del ginocchio hanno risposto positivamente. Questi campioni includevano sia la matrice extracellulare di supporto dell'articolazione sia le cellule condrocitarie che producono cartilagine. Una volta trattati, il tessuto ha iniziato a formare nuova cartilagine funzionale.
Nel complesso, i risultati suggeriscono che la cartilagine persa a causa dell'invecchiamento o dell'artrite potrebbe un giorno essere ripristinata utilizzando una pillola o un'iniezione mirata. Se efficaci, questi trattamenti potrebbero ridurre o addirittura eliminare la necessità di interventi chirurgici di sostituzione di ginocchio e anca.
L'osteoartrite è una malattia degenerativa delle articolazioni che colpisce circa un adulto su cinque, con costi sanitari diretti elevatissimi (65 miliardi di dollari solo negli Stati Uniti). I trattamenti attuali si concentrano sulla gestione del dolore o sulla sostituzione chirurgica delle articolazioni danneggiate. Non esistono farmaci approvati in grado di rallentare o invertire il danno cartilagineo sottostante.
Il nuovo approccio prende di mira la causa principale della malattia anziché i suoi sintomi, offrendo un potenziale cambiamento nel modo in cui viene trattata l'osteoartrite.
La proteina al centro dello studio si chiama 15-PGDH. I ricercatori la chiamano gerozima perché i suoi livelli aumentano con l'invecchiamento. I gerozimi sono stati identificati dallo stesso team di ricerca nel 2023 e sono noti per essere responsabili della graduale perdita di funzionalità tissutale.
Nei topi, livelli più elevati di 15-PGDH sono associati al calo della forza muscolare con l'età. Il blocco dell'enzima con una piccola molecola ha aumentato la massa muscolare e la resistenza negli animali più anziani. Al contrario, costringere i topi giovani a produrre più 15-PGDH ha causato il restringimento e l'indebolimento dei loro muscoli. La proteina è stata anche collegata alla rigenerazione delle cellule ossee, nervose e del sangue.
Nella maggior parte di questi tessuti, la riparazione avviene attraverso l'attivazione e la specializzazione delle cellule staminali. La cartilagine sembra essere diversa. In questo caso, i condrociti modificano il comportamento dei loro geni, passando a uno stato più giovane senza dover ricorrere alle cellule staminali.
Il corpo umano contiene tre tipi principali di cartilagine. La cartilagine elastica è morbida e flessibile e forma strutture come l'orecchio esterno. La fibrocartilagine è densa e resistente, contribuendo ad assorbire gli urti in punti come gli spazi tra le vertebre spinali. La cartilagine ialina è liscia e lucida, consentendo ad articolazioni come fianchi, ginocchia, spalle e caviglie di muoversi con un attrito ridotto. Questo tipo, chiamato anche cartilagine articolare, è la forma più comunemente danneggiata nell'osteoartrite.
L'osteoartrite si sviluppa quando le articolazioni sono sottoposte a stress a causa dell'invecchiamento, di lesioni o dell'obesità. I condrociti iniziano a rilasciare molecole infiammatorie e a degradare il collagene, la principale proteina strutturale della cartilagine. Con la perdita di collagene, la cartilagine diventa più sottile e morbida. L'infiammazione provoca quindi gonfiore e dolore, che sono i tratti distintivi della malattia.
In condizioni normali, la cartilagine articolare ha una capacità di rigenerazione molto limitata. Mentre alcune cellule staminali o progenitrici in grado di formare cartilagine sono state identificate nell'osso, cellule simili non sono state trovate con successo all'interno della cartilagine articolare stessa.
I ricercatori hanno iniettato nei topi più anziani una piccola molecola che inibisce la 15-PGDH. Hanno prima somministrato il farmaco nell'addome per agire su tutto il corpo, e poi lo hanno iniettato direttamente nell'articolazione del ginocchio. In entrambi i casi, la cartilagine, che si era assottigliata e disfunzionale con l'età, si è ispessita sulla superficie articolare.
Ulteriori test hanno confermato che il tessuto rigenerato era cartilagine ialina e non fibrocartilagine meno funzionale.
I topi sottoposti a iniezioni bisettimanali dell'inibitore del gerozyme per quattro settimane dopo la lesione avevano una probabilità molto inferiore di sviluppare osteoartrite. Al contrario, gli animali sottoposti a un trattamento di controllo presentavano livelli doppi di 15-PGDH rispetto ai topi non lesionati e sviluppavano osteoartrite entro quattro settimane.
I topi trattati si muovevano anche più normalmente e caricavano più peso sulla gamba ferita rispetto agli animali non trattati.