Un chip che “mima” la degenerazione della cartilagine è l’innovativo modello elaborato dal Politecnico di Milano per progettare un farmaco efficace nella cura dell’osteoartrosi (comunemente chiamata artrosi), in particolare delle anche e delle ginocchia, che nella persona obesa rappresenta uno dei maggiori rischi di disabilità motoria e di bassa qualità della vita anche in soggetti giovani. La nuova ricerca è pubblicata sulla prestigiosa rivista scientifica Nature Biomedical Engineering.
Obesità e patologia osteoarticolare
Ricordate la storia di Cinzia? La sua obesità era arrivata a un punto tale che il medico le ha prospettato la sostituzione dell’articolazione del ginocchio (artroprotesi del ginocchio). È stato sufficiente per farle scattare quella scintilla che l’ha poi portata a riprendersi in mano la propria vita grazie a un intervento di chirurgia bariatrica che gli evitato di dover mettere una protesi al ginocchio. Ora è rinata. Non vi è soggetto con obesità da alcuni anni che non sviluppi una patologia degenerativa a carico dell’osso e delle articolazioni, in particolare all’articolazione dell’anca e/o del ginocchio, a causa del peso da sostenere.
L’osteoartrosi è la più diffusa patologia muscolo-scheletrica nel mondo: colpisce circa il 10% degli uomini e il 20% delle donne sopra i sessant’anni; cifre destinate ad aumentare a causa del progressivo invecchiamento della popolazione generale.
L’osteoartrosi è una patologia cronica, progressiva e rappresenta uno dei maggiori rischi di disabilità motoria in età avanzata ma – secondo alcuni recenti studi – può manifestarsi anche in alcuni soggetti giovani in eccesso di peso con un notevole peggioramento della qualità di vita e di aggravio dei costi socio-sanitari. Oltre all’obesità e all’età, altri fattori di rischio sono il genere (l’osteoartrosi predilige le donne), la predisposizione genetica e i traumi osteoarticolari.
La carenza di terapie efficaci se non la chirurgia
Al momento attuale, l’unica opzione realmente valida è l’intervento chirurgico di artroplastica totale d’anca o di ginocchio che sostituisce porzioni di osso e cartilagine danneggiate, per mezzo di componenti in metallo e ceramica o polietilene (materiale plastico). Mancano tutt’oggi terapie farmacologiche DMOAD (Disese Modifying OsteoArtritis Drugs) ovvero farmaci capaci non solo di alleviare i sintomi (farmaci sintomatici), ma anche in grado di bloccare o invertire il processo di degenerazione del tessuto osteoarticolare.
L’innovativo modello ideato dal Politecnico di Milano che potrà consentire lo sviluppo di nuovi farmaci
Il Politecnico di Milano è Coordinatore della ricerca, con il prof. Marco Rasponi, e ha come partner l’University Hospital of Basel. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Biomedical Engineering.
Un’opportuna compressione del tessuto cartilagineo induce i sintomi caratteristici dell’osteoartrosi: infiammazione, ipertrofia e aumento dei processi di degradazione. Nella cartilagine on-a-chip si crea quindi un ambiente ideale in cui testare l’efficacia e i meccanismi di azione di nuovi farmaci che vadano ad agire sulle cause della degenerazione e non solo sui sintomi, accorciando tempi e costi sperimentali e riducendo notevolmente la necessità di test su animali.
La Fondazione Cariplo crede e investe nel progetto
La ricerca sta proseguendo verso la creazione di un modello dell’intera articolazione su chip, grazie a un progetto di Fondazione Cariplo che è stato finanziato in risposta alla call “Ricerca Biomedica sulle malattie legate all’invecchiamento 2018”. Il titolo del progetto è “uKNEEque: a 3D microfluidic osteochondral model to investigate mechanisms triggering age-related joint pathologies and therapeutic effects of bioactive factors produced by nasal chondrocytes”.
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References
– Comunicato stampa Politecnico di Milano, agosto 2019 »
– Occhetta P, Mainardi A, et al – Hyperphysiological compression of articular cartilage induces an osteoarthritic phenotype in a cartilage-on-a-chip model. Nature Biomedical Engineering, volume 3, pages 545–557 (2019)
– Godziuk K, Prado CM, et al – The impact of sarcopenic obesity on knee and hip osteoarthritis: a scoping review. BMC Musculoskeletal Disorders (2018) 19:271
– van Tunen JAC, Peat G, et al – Association of osteoarthritis risk factors with knee and hip pain in a populationbased sample of 29–59 year olds in Denmark: a cross-sectional analysis. BMC Musculoskeletal Disorders (2018) 19:300
– Flego A, Dowsey MM, et al – Addressing obesity in the management of knee and hip osteoarthritis – weighing in from an economic perspective. BMC Musculoskelet Disord 2016 May 26;17:233
– Fondazione Cariplo per la ricerca Biomedica »