Ruolo della forza durante lo sviluppo embrionale delle articolazioni
La maggior parte delle articolazioni del corpo umano sono diartrosi, il tipo di più mobile di articolazione che si compone di due ossa parzialmente connesse da una cavità articolare contenente liquido sinoviale con funzioni di lubrificante. Durante lo sviluppo embrionale, le cellule che formano le cartilagini (condrociti) nel sito dell'articolazione arrestano la divisione e formano una "inter-zona" da cui si sviluppa la cavità sinoviale. All'inizio della formazione della cavità le parti cartilaginee opposte formano gradualmente le estremità delle due ossa, per completare la formazione della diartrosi. Forze meccaniche quali quelle correlate all'attività potenziano la forza dell'osso nel corso della vita e svolgono un ruolo nella riduzione al minimo dell'osteoporosi. Analogamente, le forze meccaniche sono necessarie per la formazione della cavità sinoviale. Tuttavia, non è ancora chiaro se tali forze sono necessarie anche per produrre le superfici articolari. Per risolvere questo problema e le relative importanti implicazioni per l'applicazione in medicina, i ricercatori europei hanno avviato il progetto Modelling_JOINT_DEV ("Modelling joint development: Integrating biological and mechanical influences". Per investigare sull'ipotesi iniziale, gli scienziati hanno scelto di perseguire metodi sperimentali piuttosto che computazionali. Hanno scelto quale modello l'articolazione coxofemorale embrionale del pulcino. La diartrosi dell'anca (la più grande del corpo umano) è composta dall'osso della coscia (femore) e dall'osso dell'anca. Sono state ottenute immagini tridimensionali (3D) dell'anca di embrioni di pulcino e topo per un intervallo di normali periodi di sviluppo embrionale tramite il software open-source Visualization ToolKit (VTK); successivamente le immagini sono state importate nella piattaforma open-source ParaView per procedere al confronto e alla selezione di articolazioni di riferimento rappresentative. Le anche dell'embrione di pulcino sono state immobilizzate ogni giorno dal quinto giorno di incubazione mediante un agente di blocco neuromuscolare e sono state raccolte alla giornata sette, otto e nove. Gli embrioni immobilizzati hanno dimostrato un'ossificazione femorale ridotta e, in alcuni casi, la testa femorale risultava completamente indefinita. Si è proceduto al sezionamento e alla colorazione, per identificare vari tipi di tessuti pertinenti e sono state iniziate le relative analisi. I dati preliminari suggeriscono che la forza meccanica potrebbe di fatto essere necessaria non solo per la formazione della cavità articolare ma anche per l'ossificazione nello sviluppo embrionale.
