NELL-1 è la proteina che stimola un efficace formazione ossea

Gli scienziati di UCLA rivelano che la proteina NELL-1 stimola un efficace formazione ossea attraverso la capacità rigenerativa delle cellule staminali.

Questi risultati preclinici potranno avere un impatto sullo sviluppo di un trattamento per l'osteoporosi, che colpisce più di 200 milioni di persone in tutto il mondo, aiutare le persone con lesioni ossee traumatiche, come i membri delle forze armate o anche astronauti che perdono densità del  tessuto osseo mentre sono nello spazio.

Lo studio, è stato condotto dal dottor Kang Ting, sedia di ortodonzia e la divisione di crescita e di sviluppo nel UCLA School of Dentistry e Dr. Chia Soo, professore e vice presidente per la ricerca nella Divisione UCLA di Chirurgia Plastica e Ricostruttiva nel Geffen School of Medicine Davide e membro della UCLA Eli e Edythe Broad (Centro di Medicina Rigenerativa e Ricerca sulle Cellule Staminali).

"Il nostro obiettivo finale è,-ha detto Ting-, che ha scoperto NELL-1

Evoluzione di Nell-1 nell'osteoprosi

nel 1996- di sfruttare la formazione ossea come proprietà della proteina NELL-1, per meglio trattare i pazienti con diverse cause di perdita di massa ossea, da traumi a personale militare, per l'osteoporosi collegata all’ età, la malattia o la gravità molto debole, che causa com’è noto la perdita di massa ossea negli astronauti ". Ting l’aveva studiato per bambini con craniosinostosi - difetto di nascita in cui uno o più delle articolazioni tra le ossa vicine del cranio di un bambino o si fondevano prematuramente a causa della crescita iperattiva delle ossa - e ha trovato che la proteina NELL-1 è strettamente coinvolta nella crescita ossea iperattiva. La scoperta ha offerto agli scienziati la possibilità di studiare l'uso di Nell-1 ai fini della crescita ossea.

L'osso è costantemente scomposto e riassorbito nel corpo e poi ricostruito in un processo chiamato rimodellamento osseo. I due tipi di cellule responsabili di questo processo sono osteoblasti (che costruiscono l'osso) e osteoclasti (che riassorbono - o rompono l’ osso). Quando osteoblasti e osteoclasti lavorano in equilibrio normale, il rimodellamento osseo è un processo benefico. Per  le persone di una certa età, il riassorbimento osseo supera la naturale formazione di tessuto osseo, con conseguente perdita di densità ossea. Questo può essere accelerato in alcune persone a causa di fattori tra cui dieta, mancanza di esercizio fisico, la genetica e abitudini come il fumo. Accelerato riassorbimento osseo da parte degli osteoclasti produce il risultato dell’osteoporosi, che rende le ossa fragili e soggette a fratture.

"Per i milioni di persone che vivono con osteopenia e osteoporosi,- ha detto Soo, direttore di ricerca per UCLA Operation Mend, che fornisce assistenza medica al personale militare ferito- e, altri con perdita di tessuto osseo, la funzione di queste cellule è in equilibrio. Volevamo vedere come l'equilibrio potesse essere ripristinato con l'uso di NELL-1."

Per studiare l'uso di NELL-1 nella formazione delle ossa, si è iniziato esponendo le cellule staminali adulte che hanno la capacità di creare gli osteoblasti costruttori di nuovo tessuto osseo, conosciute come cellule staminali mesenchimali, alla proteina NELL-1 in laboratorio. Il team ha scoperto che le cellule staminali mesenchimali esposte a NELL-1 in laboratorio creano osteoblasti che sono molto più efficaci  nella costruzione di ossa.

Poi, i ricercatori hanno somministrato Nell-1 per via endovenosa a modelli animali, dimostrando che Nell-1 potrebbe avere lo stesso effetto sulle cellule staminali mesenchimali all'interno del corpo. Inoltre, il team ha scoperto che NELL-1 riduce la capacità degli osteoclasti di riassorbire l'osso. Lo studio ha mostrato che questo duplice effetto su entrambi i tipi di cellule ha aumentato significativamente la densità ossea.

"I risultati sono interessanti -ha detto, il dottor Aaron James, specialista in patologia anatomica alla Geffen School of Medicine David - perché hanno grandi implicazioni per la possibile applicazione clinica nei prossimi anni".

Le modalità d'azione di NELL-1

NELL-1 è una proteina osteo-induttiva che controlla l’ossificazione scheletrica. La mancanza di Nell-1 è associata con la mancata e quindi corretta mineralizzazione scheletrica. I topi Nell-1-insufficienti hanno normale sviluppo scheletrico ma subiscono l’osteoporosi legata all'età, caratterizzato da una riduzione del rapporto osteoblasti : osteoclasti (OB: OC) e una maggiore fragilità ossea. La consegna sistemica di NELL-1 a topi con gonadectomia indotta produce risultati nell’osteoporosi: miglioramento della densità minerale ossea. Estendendo la ricerca a un grande modello animale, la consegna locale di NELL-1 nella spina dorsale a pecore osteoporotiche porta a un efficace aumento della formazione ossea. Questi risultati suggeriscono che un deficit di NELL-1 svolge un ruolo nell’osteoporosi e dimostrano la potenziale utilità di NELL-1 come una combinazione anabolizzante/ terapeutica e anti-osteoclastica per la perdita di tessuto osseo.