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Osteoartrite: un hydrogel iniettabile potrebbe salvare le articolazioni ferite

Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo hydrogel che dicono possa prevenire l'insorgenza di quella che è nota come osteoartrite post-traumatica.

Categorie Biomateriali · Medicina · Terapeutica
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L’osteoartrite è una condizione progressiva che colpisce la vita di oltre 4 milioni di italiani. Ne sarebbero colpiti ben l’80% degli anziani e circa il 18% dei soggetti in età lavorativa (18-60 anni).

L’osteoartrite post-traumatica è un sottoinsieme importante dell’osteoartrite che comprende il 10% delle diagnosi; non ci sono attualmente protocolli terapeutici efficaci che rallentano o fermano la sua progressione ad eccezione degli analgesici da banco.

Cos’è in breve l’osteoartrite?

L’artrosi è una patologia degenerativa delle articolazioni ed è anche chiamata osteoartrite. È provocata dal deterioramento progressivo, dall’usura della cartilagine e dalle modifiche delle strutture ossee.

Normalmente, la superficie ossea è ricoperta da cartilagine ed immersa nel fluido sinoviale. In un’articolazione sana la cartilagine risulta liscia ed il fluido sinoviale fornisce una corretta lubrificazione. Negli individui sani la cartilagine ha la seguente composizione:

  • 2% da condrociti che producono e mantengono la matrice;
  • 20 – 40% da matrice extracellulare che è composta a sua volta da 60% collagene e da 40% proteoglicani;
  • 60 – 80% da acqua.

Nelle persone sane c’è un equilibrio fra la distruzione del vecchio tessuto (attraverso i condrociti) e la sintesi del nuovo. Se invece la cartilagine viene distrutta più velocemente rispetto al tempo impiegato dall’organismo a sostituirla, allora si sviluppa l’osteoartrosi.

Osteoartrite hydrogel cartilagine
Rappresentazione schematica della cartilagine normale (a sinistra), della cartilagine osteoartritica (al centro) e della cartilagine rinforzata con hydrogel (a destra) – Credits: Bioactive Materials

Cura attuale dei disturbi dovuti all’osteoartrosi

Per l’attenuazione del dolore correlato all’osteoartrite post-traumatica sono somministrati farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS) e steroidi. Queste cure però non hanno alcun effetto sulla progressione della malattia e il loro uso può essere limitato da potenziali gravi effetti collaterali. Questo perché ci sono difficoltà nel far sì che i farmaci raggiungano e rimangano nelle articolazioni colpite abbastanza a lungo da sopprimere l’infiammazione e promuovere la rigenerazione della cartilagine.

L’attuale trattamento allo stadio terminale, ossia la sostituzione articolare totale, non è consigliato a causa della frequente necessità di interventi chirurgici di revisione. In particolare, per gli individui più giovani che sviluppano osteoartrite prematuramente a seguito di una lesione articolare risulta scomodo e poco produttivo.

I biomateriali a base proteica offrono vantaggi rispetto ai materiali sintetici, grazie alle proprietà uniche di risposta agli stimoli, alla biocompatibilità e alla natura modulare.

Il nuovo studio americano

Un team della New York University ha sviluppato un composto costituito da polipeptidi, proteine e un fattore di crescita antinfiammatorio chiamato Atsttrin per superare gli attuali ostacoli per la cura del disturbo. Questo composto è stato modellato in un hydrogel polimerico iniettabile.

Hydrogel osteoartrite
Iniezione di hydrogel – Credits: Bioactive Materials

A temperatura corporea, questi composti formano una rete porosa che fornisce l’ambiente biomeccanico ottimale per il rilascio prolungato dei fattori di crescita antinfiammatori, promuovendo al contempo la rigenerazione dei tessuti.

Il team ha dimostrarlo l’efficacia del composto attraverso esperimenti in vitro e poi con esperimenti in vivo sui conigli. In quest’ultimo caso, l’hydrogel ha protetto i conigli dall’insorgenza della progressione dell’osteoartrite post-traumatica nei loro legamenti crociati anteriori.

Gli studiosi hanno scoperto che la combinazione di un hydrogel proteico (E5C) con Atsttrin fornisce un ambiente biochimico e biomeccanico unico per proteggere dall’insorgenza e dalla progressione dell’osteoartrite post-traumatica. Infatti, è stato scoperto che l’hydrogel E5C può fornire un rilascio prolungato di Atsttrin e inibire il catabolismo dei condrociti facilitando l’anabolismo in vitro.

È importante sottolineare che l’hydrogel si basa su proteine piuttosto che su materiali sintetici e dovrebbe quindi essere ben tollerato nel corpo e biodegradato entro poche settimane.

C’è ancora molto lavoro da fare per determinare il dosaggio ottimale per diversi scenari, poiché gli esperimenti hanno coinvolto la stessa concentrazione di singolo farmaco come mezzo per prevenire e trattare l’osteoartrite post-traumatica.

Gli scienziati ritengono che questi promettenti risultati forniscano la base per una nuova terapia non solo per l’artrite post-traumatica ma anche per altre condizioni caratterizzate da articolazioni danneggiate e infiammate.