IL RUOLO DELLE FORZE MECCANICHE NELLA REGOLAZIONE CELLULARE E DELLA MATRICE EXTRA CELLULARE

Tratto da osteomed OSTEOMED.it

La matrice extracellulare (ECM) è il substrato per l’adesione, crescita e differenziazione cellulare, e fornisce il supporto meccanico dei tessuti. Oggi si sa bene che le cellule di tessuto connettivo adattano la loro ECM ai cambiamenti che accadono durante carichi meccanici, come, nel rimaneggiamento osseo (ad esempio quando si portano dei tacchi alti per un lungo periodo si rimaneggia l’architettura dell’osso tibiale per la differenza di carico) o nella cicatrizzazione dei tessuti (es. formazione di cheloidi o tessuti fibrotici aderenziali). Esiste un meccanismo di feed-back attraverso il quale le cellule sensibili allo stress meccanico rispondono con un alterato pattern di espressione proteica, e rimodellando così la ECM per far fronte ai cambiamenti meccanici richiesti. Ma quali segnali vengono attivati dagli stress meccanici all’interno delle cellule connettivali e come questi stimoli agiscono sulla espressione di proteine specifiche della ECM? Questa è la domanda a cui Matthias Chiquet, del M.E.Muller-Institute for biomechanics Università di Berna, Svizzera, ricercatore in biologia molecolare da molti anni cerca di dare una risposta, portandolo a fare enormi passi avanti nell’identificazione dei meccanismi che determinano la regolazione della funzione cellulare.
Da questi studi emerge con forza il ruolo delle Integrine, nella processo di regolazione della ECm e della cellula; in sostanza le integrine permettono alle cellule di essere aderenti alla ECM e di muoversi su questa (la loro alterazione causa la perdita o la diminuzione della capacità delle cellule di restare ancorate alla matrice che è poi quella che viene a mancare nelle cellule metastatiche); inoltre le integrine hanno una funzione recettoriale con una particolare sensibilità alle forze meccaniche e presumibilmente attraverso le vie nervose MAPkinase e NF-KB agiscono come un trasduttore meccanico-chimico. Quando la ECM viene sottoposta ad un stress meccanico (stiramento o pressione) si evidenzia una regolazione della funzione cellulare e soprattutto a livello della trascrizione genetica del nucleo cellulare. Per esempio la produzione di tenascina-C e di collagene XII, due proteine ECM tipiche dei legamenti e dei tendini, è elevata nei fibroblasti attaccati alla matrice di collagene stirata, ma soppressa nelle cellule di una matrice rilassata. La risposta allo stretch è rapida e reversibile, e si riflette sul livello di mRNA (RNA messaggero). I geni promotori sia per la tenascina-C che il collagene XII , contengono regioni che incrementano la risposta allo stretch (stretch-responsive).
Insomma, oggi sappiamo più cose in merito all’azione che le forze meccaniche hanno nella regolazione delle funzioni organiche, compresa la trascrizione genica a quanto pare.
Queste nuove scoperte possono avere un ruolo importante nella realizzazione di impianti protesici ancora più sofisticati per denti e articolazioni (es. anca e ginocchio), sottoposti costantemente a carico. Inoltre, dal punto di vista osteopatico o di chiunque svolga una terapia manuale, questa notizia apre delle nuove frontiere nell’ambito dei campi d’applicazione della terapia manuale. Poter agire con precisione regolatoria sull’attività cellulare permette  di intervenire con ragioni scientifiche anche su anomalie fino ad oggi considerate di nicchia, riservate a quella medicina specialistica che purtroppo non sempre riesce a dare risposte concrete.