Diabete di tipo 2 e rischio di fratture ossee
L’età avanzata, il basso peso corporeo, la storia familiare, il fumo e il consumo eccessivo di alcol sono tutti noti fattori di rischio per lo sviluppo di fratture ossee. Un elemento non altrettanto conosciuto è invece il diabete di tipo 2. «Sappiamo che il diabete di tipo 2 è un fattore di rischio indipendente per le fratture ossee, anche nei pazienti con una densità minerale ossea normale o elevata», afferma Ted Vaughan, professore di ingegneria biomedica presso l’Università di Galway(si apre in una nuova finestra). «Quello che non sappiamo è il motivo.» Il progetto MULT2D, finanziato dall’UE, è stato avviato per aiutare a rispondere a questo interrogativo. «MULT2D si propone di scoprire i cambiamenti biologici e meccanici dell’osso associati al diabete di tipo 2 e di sviluppare modelli per prevedere come questi aumentino il rischio di frattura», aggiunge Vaughan, il cui gruppo di ricerca è a capo del progetto.
Come il diabete altera la qualità delle ossa
Il progetto, che ha ricevuto il sostegno del Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra), ha combinato studi sperimentali su animali diabetici e tessuto osseo umano con una modellazione computazionale avanzata. «Questo approccio interdisciplinare ci ha permesso di identificare come il diabete altera la qualità dell’osso a livello molecolare, microstrutturale e tessutale», spiega Vaughan. «Ci ha anche permesso di capire perché i pazienti con diabete di tipo 2 sono più suscettibili alle fratture e come questo rischio possa essere valutato e mitigato meglio.» Il gruppo ha approfondito, tra gli altri fattori, il ruolo significativo dell’alterazione della produzione minerale e del ritardo nella maturazione della matrice ossea nel ridurre la qualità dell’osso. «Questa scoperta mette in discussione il pensiero convenzionale e reindirizza la ricerca futura e le strategie cliniche verso i meccanismi biologici che regolano il turnover e la mineralizzazione dell’osso», osserva Vaughan. Altri risultati chiave includono l’identificazione delle proteine non collagene come agenti chiave di dissipazione dell’energia nella resistenza alla frattura dell’osso e il fatto che i cambiamenti ossei legati al diabete di tipo 2 non riducono necessariamente le proprietà meccaniche.
Previsione del rischio di fratture ossee
MULT2D non ha solo fornito nuove conoscenze, ma ha anche sviluppato strumenti predittivi per valutare con precisione il rischio di frattura ossea. Ad esempio, un modello innovativo di dinamica molecolare a grana grossa può essere utilizzato per esaminare indicatori importanti come la mineralizzazione extra e intra-fibrillare. Un altro strumento usa modelli avanzati di elementi finiti e nuovi algoritmi per analizzare le architetture dell’osso trabecolare, un altro indicatore chiave per prevedere la probabilità di frattura. «Questi strumenti sono particolarmente importanti per le popolazioni diabetiche e anziane e hanno aperto nuove strade per la ricerca, la diagnosi e il trattamento», osserva Vaughan. Il lavoro del progetto è stato riconosciuto da enti nazionali e internazionali e ha ricevuto diversi premi, tra cui la Engineers Ireland Medal e il riconoscimento come Migliore presentazione di biomeccanica presso la conferenza della European Orthopaedic Research Society(si apre in una nuova finestra). I risultati sono stati inoltre presentati su pubblicazioni come «Nanoscale»(si apre in una nuova finestra), «Scientific Reports»(si apre in una nuova finestra) e «Bone»(si apre in una nuova finestra).
Ulteriori quesiti sulla fragilità ossea nel diabete di tipo 2
Sebbene il progetto MULT2D abbia ampliato la nostra comprensione della fragilità ossea nel diabete di tipo 2, rimangono ancora interrogativi aperti. Quali sono, ad esempio, i meccanismi cellulari che determinano la compromissione della qualità dell’osso e quali sono esattamente i processi di bio-mineralizzazione alterati osservati nell’osso diabetico? Secondo Vaughan, si tratta di sfide complesse e multifattoriali che richiederanno nuovi approcci scientifici e strategie di ricerca. Sono anche domande alla cui risposta intende contribuire. «La formazione di ricercatori nella fase iniziale della carriera e lo sviluppo di un gruppo di ricerca sostenibile e riconosciuto a livello internazionale garantiscono che l’impatto di MULT2D si estenda ben oltre la fine del progetto»conclude Vaughan. Attualmente, il gruppo sta cercando di ottenere finanziamenti per approfondire questi interrogativi.
