Un biomateriale “made in Pisa” in grado di favorire la rigenerazione dell’osso nell’anziano

Su Nature Scientific Reports i risultati di uno studio condotto da ricercatori italiani

[3 giugno 2015]

Un biomateriale in grado di favorire la rigenerazione dell'osso nell'anziano

Secondo uno studio pubblicato da un team di ricercatori dell’dell’università di Pisa e dell’università Politecnica delle Marche, è possibile rigenerare l’osso dell’anziano senza accelerarne i processi di calcificazione.

Il team italiano ha studiato e creato un biomateriale «composto solo da proteine che, nonostante l’assenza di calcio, sarebbe in grado di stimolare la rigenerazione dell’osso».

La ricerca si è svolta« del progetto “Ingegnerizzazione di modelli d’organo di interesse fisiologico e patologico per l’indagine di disturbi legati all’invecchiamento” (MIND), «che ha lo scopo di ricreare in vitro le condizioni di invecchiamento dell’anziano per capire quali sono fattori che ne rallentano o ne accelerano il progredire».

Arti Ahluwalia, docente di bioingegneria dell’università di Pisa e co-coordinatrice del progetto, e Giorgio Mattei, ricercatore del Centro Piaggio e principale autore dell’articolo pubblicato da Nature Scientific Reports, spiegano che «Certi materiali aiutano a differenziare cellule staminali in tessuto osseo, ma non è chiaro se questo sia dovuto a fattori chimici specifici del materiale o alla rigidezza del materiale stesso. La matrice extracellulare dell’osso è un materiale composito naturale, formato principalmente da collagene e componenti minerali, per lo più idrossiapatite (fosfato di calcio). Tale matrice costituisce il micro-ambiente naturale delle cellule e fornisce loro vari stimoli, tra cui segnali meccanici o chimici che ne regolano il comportamento e la funzione. Capire quali siano i principali stimoli promotori dell’osteogenesi è cruciale per progettare biomateriali ottimali per applicazioni di ingegneria tissutale e medicina rigenerativa».

I ricercatori italiani hanno sviluppato materiali a varia rigidezza, ma con la stessa composizione e in grado di  riprodurre le proprietà meccaniche di materiali compositi a vario contenuto minerale. «Con questi materiali – sottolineano –  è stato possibile isolare le proprietà meccaniche da tutti gli altri stimoli fisico-chimici dovuti al differente contenuto minerale e studiarne selettivamente il loro contributo nel differenziamento osteogenico di cellule staminal»i.

Ahluwalia e Mattei concludono: «I risultati ottenuti mostrano che la rigidezza è il fattore scatenante per il differenziamento di cellule staminali in tessuto osseo, mentre la presenza di idrossiapatite contribuisce ad accelerare tale processo, in particolare ad alte concentrazioni. Per i soggetti anziani, che tendono ad avere ossa troppo calcificate e quindi fragili, materiali poveri in contenuto minerale, ma con la giusta rigidezza, possono comunque favorire la rigenerazione ossea, senza però accelerare tale processo degenerativo».