Mal di schiena, scoperti nuovi meccanismi alla base della degenerazione della colonna

Nuovi meccanismi biologici potrebbero contribuire a spiegare l’origine di una delle principali cause del mal di schiena: la degenerazione dei dischi intervertebrali. Alterazioni nell’attività di alcuni geni possono infatti innescare processi che favoriscono l’accumulo di minerali nella colonna vertebrale e rendono progressivamente più rigidi i dischi che separano e ammortizzano le vertebre.

È quanto emerge da uno studio condotto sugli zebrafish da un gruppo di ricercatori delle Università di Edimburgo e Bristol, coordinato da Erika Kague dell’Institute of Genetics and Cancer dell’University of Edinburgh e pubblicato sulla rivista Communications Biology.

La ricerca ha inoltre individuato alcuni possibili bersagli terapeutici. Negli animali, gli scienziati sono riusciti a limitare i danni intervenendo sul metabolismo dei grassi e utilizzando un bisfosfonato, una classe di farmaci già impiegata nel trattamento dell’osteoporosi. Si tratta di risultati preliminari che potrebbero però indicare nuove strade per lo sviluppo di future terapie.

Una delle principali cause del mal di schiena

Il mal di schiena rappresenta un problema estremamente diffuso e interessa la maggior parte delle persone almeno una volta nella vita. Tra le condizioni che possono provocarlo c’è la degenerazione dei dischi intervertebrali (Ivdd), un processo progressivo che compromette le strutture poste tra le vertebre e incaricate di assorbire gli urti e garantire la mobilità della colonna.

Nonostante la sua diffusione e l’impatto sulla qualità della vita, oggi non esistono farmaci in grado di fermare o invertire il processo degenerativo. Nei casi più gravi, la chirurgia può rappresentare una soluzione a lungo termine.

È già noto che la genetica contribuisce allo sviluppo della degenerazione discale. In particolare, alcune varianti di un gene coinvolto nella produzione del collagene IX, una proteina fondamentale per l’organizzazione delle fibre del disco, sono state associate alla comparsa precoce di problemi alla colonna.

Gli esperimenti sugli zebrafish

Per comprendere meglio il legame tra alterazioni genetiche e degenerazione dei dischi, i ricercatori hanno utilizzato zebrafish modificati geneticamente, privi di una copia funzionante del gene studiato.

Con l’avanzare dell’età, gli animali hanno sviluppato modificazioni della colonna vertebrale molto simili ad alcune caratteristiche osservate nella patologia umana. Le ossa hanno iniziato a fondersi e i tessuti situati tra le vertebre sono diventati progressivamente più duri a causa della formazione di depositi minerali.

Gli scienziati hanno osservato che questi fenomeni erano preceduti dalla degradazione di uno strato di sostegno presente nella colonna vertebrale durante lo sviluppo. Un processo che, dunque, iniziava molto prima della comparsa dell’accumulo di minerali.

Grassi, fosfato e via mTOR

L’analisi dell’attività dei geni ha permesso di individuare diverse alterazioni nei processi biologici coinvolti. Tra questi figurano i meccanismi che regolano il metabolismo dei grassi e la via di segnalazione mTOR, importante per la crescita e il metabolismo cellulare.

Sono stati inoltre rilevati cambiamenti nella gestione del fosfato e nei processi legati alla segnalazione della vitamina A. Secondo i ricercatori, queste alterazioni potrebbero contribuire, attraverso meccanismi differenti ma collegati, alla formazione dei depositi minerali e alla progressiva rigidità della colonna.

Un farmaco contro l’osteoporosi riduce i danni

La ricerca non si è limitata a individuare i meccanismi coinvolti, ma ha anche permesso di testare alcune possibili strategie per ridurre il danno.

Negli zebrafish, un bisfosfonato già utilizzato contro l’osteoporosi ha impedito l’accumulo di minerali. Anche la riduzione della quantità di cibo somministrata agli animali e l’utilizzo di farmaci in grado di modificare il metabolismo dei grassi hanno ridotto la fusione delle vertebre.

I risultati suggeriscono quindi che il metabolismo lipidico e la regolazione del fosfato potrebbero rappresentare due importanti bersagli da approfondire nella ricerca di nuovi trattamenti per la degenerazione dei dischi intervertebrali.

Una possibile nuova strada terapeutica

“Per decenni, la chirurgia è stata l’unica vera risposta alla malattia dei dischi”, ha spiegato Erika Kague. Secondo la ricercatrice, comprendere i processi biologici che portano all’indurimento della colonna potrebbe permettere di individuare strategie per rallentarne la progressione. Tra queste figura anche l’impiego di un farmaco già utilizzato e considerato sicuro nei pazienti.

Kague invita tuttavia alla prudenza: i risultati ottenuti sugli zebrafish dovranno essere confermati da ulteriori studi prima di poter valutare un eventuale impiego nell’uomo. La distanza tra una scoperta sperimentale e un trattamento clinico resta infatti significativa.

Le prospettive della ricerca

Secondo Caroline Aylott, Head of Research Delivery di Arthritis UK, che ha finanziato lo studio, la ricerca potrebbe offrire nuove prospettive alle milioni di persone che convivono con il mal di schiena. Le evidenze genetiche individuate dal gruppo di Kague, ha sottolineato, potrebbero contribuire a comprendere meglio i processi responsabili della degenerazione discale e, in prospettiva, favorire lo sviluppo di nuove terapie.

Anche Jef Grainger, Executive Director – Bioscience Advancing Knowledge del BBSRC, ha evidenziato l’importanza della ricerca di base. Comprendere come i normali processi biologici cambino con l’invecchiamento e contribuiscano alla degenerazione dei dischi può infatti aprire nuove possibilità per affrontare una condizione per la quale le opzioni terapeutiche sono ancora limitate.

Lo studio, sostenuto da Arthritis UK e dal Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), indica dunque nel metabolismo dei grassi e nella gestione del fosfato due piste prioritarie da approfondire. L’obiettivo sarà verificare se i meccanismi individuati negli zebrafish possano essere confermati anche nell’uomo e, soprattutto, se possano diventare la base per nuovi trattamenti contro la degenerazione dei dischi intervertebrali.

Foto di Kindel Media: https://www.pexels.com/it-it/foto/mano-schiena-toccante-toccando-7298429/