AGI – Alterazioni dell’attività dei geni possono innescare processi che favoriscono l’accumulo di minerali nella colonna vertebrale e la degenerazione dei dischi che funzionano da ammortizzatori tra le vertebre, una delle principali cause alla base del mal di schiena. A indicarlo è uno studio condotto sugli zebrafish da un gruppo delle Università di Edimburgo e Bristol guidato da Erika Kague dell’Institute of Genetics and Cancer dell’University of Edinburgh e pubblicato sulla rivista ‘Communications Biology’.

Nei pesci, i ricercatori sono inoltre riusciti a limitare il danno intervenendo sul metabolismo dei grassi e utilizzando un bisfosfonato già impiegato contro l’osteoporosi, indicando possibili bersagli da approfondire per lo sviluppo futuro di trattamenti.

Il mal di schiena colpisce la maggior parte delle persone almeno una volta nel corso della vita. Una delle principali condizioni sottostanti è la degenerazione dei dischi intervertebrali (Ivdd), cioè il progressivo deterioramento delle strutture che separano e ammortizzano le ossa della colonna vertebrale. Nonostante la diffusione e i costi associati alla condizione, attualmente non esistono farmaci capaci di arrestarla o invertirla e la chirurgia rimane l’unica soluzione a lungo termine. La genetica è già nota per avere un ruolo nello sviluppo della degenerazione dei dischi intervertebrali. In particolare, un gene collegato al collagene IX, una proteina che contribuisce a mantenere unite le fibre strutturali del disco, è stato ripetutamente associato alla comparsa precoce di problemi ai dischi.

Lo studio sugli zebrafish

Per capire in che modo difetti genetici possano tradursi nella malattia, gli scienziati delle Università di Edimburgo e Bristol hanno studiato zebrafish allevati in modo da essere privi di una copia funzionante del gene. Con l’invecchiamento, la loro colonna vertebrale ha sviluppato alterazioni che presentavano marcate somiglianze con quelle osservate nella patologia umana dei dischi. Le ossa della colonna hanno iniziato a fondersi tra loro e il tessuto situato fra le vertebre è diventato anormalmente duro a causa della formazione di depositi minerali.

I processi biologici coinvolti

Il gruppo ha scoperto che questo processo era preceduto dalla degradazione di uno strato di sostegno nella colonna vertebrale in sviluppo, un fenomeno che si verificava molto prima dell’inizio dell’accumulo dei minerali. I ricercatori hanno quindi analizzato quali geni risultassero attivati o disattivati negli animali. Sono emerse alterazioni nei meccanismi attraverso i quali l’organismo gestisce i grassi e nella via di controllo della crescita mTOR, insieme a cambiamenti nella gestione del fosfato e nella segnalazione della vitamina A. Tutti questi processi sono collegati all’accumulo di minerali.

I possibili trattamenti

Lo studio ha permesso anche di sperimentare diversi modi per ridurre il danno. Un farmaco protettivo per le ossa appartenente alla classe dei bisfosfonati, già utilizzata nel trattamento dell’osteoporosi, ha bloccato l’accumulo dei minerali negli zebrafish. Anche la semplice restrizione della quantità di cibo somministrata agli animali o l’impiego di farmaci capaci di attenuare il metabolismo dei grassi ha ridotto le fusioni della colonna vertebrale. I risultati indicano quindi nella gestione del fosfato e nel metabolismo lipidico due possibili bersagli da studiare per lo sviluppo di futuri farmaci contro la degenerazione dei dischi.

Le dichiarazioni dei ricercatori

“Per decenni, la chirurgia è stata l’unica vera risposta alla malattia dei dischi – ha dichiarato Kague – comprendendo la biologia che porta la colonna vertebrale a indurirsi, i nostri studi sugli zebrafish indicano diversi modi per rallentare questo processo, compreso un farmaco già utilizzato in sicurezza nei pazienti”. La ricercatrice sottolinea tuttavia che sono necessarie ulteriori ricerche prima di poter trasferire questi risultati alla terapia. “C’è ancora del lavoro da fare, ma per una condizione che colpisce le persone da generazioni senza che si intraveda un trattamento, è estremamente entusiasmante”, ha aggiunto.

Le prospettive future

Secondo Caroline Aylott, Head of Research Delivery di Arthritis UK, che ha finanziato lo studio, i risultati offrono nuove prospettive per i 9,5 milioni di persone che nel Regno Unito convivono con il mal di schiena. “Siamo orgogliosi di finanziare una ricerca che sta svelando la scienza alla base dei processi che portano alla degenerazione dei dischi spinali”, ha dichiarato Aylott, secondo cui le evidenze genetiche individuate da Kague e dal suo gruppo potrebbero contribuire ad aprire la strada a nuovi trattamenti. Jef Grainger, Executive Director – Bioscience Advancing Knowledge del Bbsrc, ha sottolineato che la ricerca mostra come gli studi biologici di base finanziati con fondi pubblici possano generare conoscenze utili ad affrontare importanti problemi sanitari. Comprendere come i normali processi biologici si alterino nella degenerazione dei dischi associata all’invecchiamento, ha osservato, apre nuove strade per il futuro sviluppo di trattamenti. Lo studio è stato sostenuto da Arthritis UK e dal Biotechnology and Biological Sciences Research Council (Bbsrc).

I bersagli da approfondire

Gli autori indicano ora il metabolismo dei grassi e la gestione del fosfato come due delle piste emerse dagli esperimenti sugli zebrafish da approfondire per verificare se possano essere sfruttate per contrastare la degenerazione dei dischi intervertebrali.