Chiarire la formazione delle ossa iniziale
Gli scienziati hanno dimostrato che ossa, tendini e legamenti vengono formati grazie alla differenziazione programmata di cellule chiamate condrociti durante lo sviluppo embrionale. Le BMP sono responsabili dell'avvio della cosiddetta condrogenesi tramite i pathway SMAD-dipendente e p38 MAPK-dipendente. Fino a poco tempo fa gli scienziati non erano in grado di determinare l'importanza di SMAD4 nella differenziazione condrogenica, né di specificarne la funzione. Per chiarire il suo ruolo e comprendere il processo iniziale di formazione delle ossa, hanno avviato il progetto SMAD4 LIMB SKELETON. Il modello murino degli arti si è dimostrato particolarmente utile per questi studi. Gli scienziati hanno inattivato Smad4 in alcuni embrioni di topo e hanno studiato le differenze nella condrogenesi. Il confronto ha rivelato che SMAD4 è fondamentale per l'avvio della differenziazione condrogenica nella prima definizione degli arti e nella regolazione delle dinamiche del citoscheletro di actina. Nelle forme iniziali degli arti privi di Smad4 i ricercatori hanno osservato una formazione deficitaria degli abbozzi delle dita e degli elementi scheletrici degli arti. Hanno osservato anche una carenza di espressione del collagene di tipo II, laddove il collagene di tipo II è un marcatore della differenziazione condrogenica. Sono inoltre stati identificati altri fattori importanti, come i complessi di caderine, i legandi della proteina Gremlin1 e della Semaforina, anch'essi influenzati dalla carenza di Smad4. I ricercatori sono riusciti a isolare e caratterizzare una popolazione di cellule mesenchimali stromali (MSC)/ cellule progenitrici dal midollo osseo di topo adulto. Gli studi di ricerca in corso, finanziati attraverso un finanziamento della rete Sinergia , stanno confrontando somiglianze e differenze nella differenziazione condrogenica tra queste MSC adulte e le cellule mesenchimali dei germogli degli arti. Gli esiti degli studi dovrebbero rivelare le differenze nei processi di sviluppo di ossa e cartilagini. Le attività del progetto hanno fornito nuove conoscenze sui fattori che guidano la formazione di ossa e cartilagini durante lo sviluppo embrionale. Tali conoscenze potrebbero dimostrarsi particolarmente utili per lo sviluppo di sostituti ossei e cartilaginei innovativi. I beneficiari finali sarebbero le popolazioni che stanno progressivamente invecchiando, e che avranno bisogno di trattamenti per le fratture come le artoprotesi di anca o ginocchio.
Parole chiave
Osso, cartilagine, sviluppo embrionale, segnalazione BMP, differenziazione, condrogenesi, SMAD, Smad4, prima formazione degli arti, actina, scheletrico, Sox9, collagene di tipo II, MSC
