Lo sapevate che osso e muscolo comunicano? Ebbene si, questo collegamento avviene ad opera di una molecola chiamata irisina, già nota per il suo effetto “dimagrante”, la quale a basse dosi attiva le cellule che depongono la matrice ossea dando nuovo vigore allo scheletro.
Lo studio è stato svolto da un gruppo di ricercatori dell’Università di Bari in collaborazione con l’Università Politecnica delle Marche di Ancona ed è stato supportato dalla SIOMMMS, grazie a un premio per giovani ricercatori attribuito nel 2014 alla dottoressa Graziana Colaianni, primo autore del lavoro e che ha concretamente eseguito la maggior parte degli esperimenti di questa ricerca.
Il lavoro è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista americana PNAS-Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, organo ufficiale della United States National Academy of Sciences, una delle riviste scientifiche più prestigiose a livello accademico internazionale.
«L’irisina è stata scoperta nel 2012 da un gruppo statunitense guidato da Bruce Spiegelman e a cui lo stesso Prof Cinti partecipò, ed è prodotta dal muscolo durante l’esercizio fisico» ha dichiarato la prof.ssa Maria Grano del Dipartimento di Scienze Mediche di Base, Neuroscienze e Organi di Senso dell’Università di Bari, che ha coordinato il lavoro».
Il gruppo statunitense aveva dimostrato che l’irisina svolge un ruolo fondamentale nella conversione del grasso bianco, sede di accumulo delle risorse energetiche dell’organismo, in grasso bruno, che è il cosiddetto grasso buono.
«Questa scoperta-ha proseguito la prof.ssa Grano- ha generato un interesse notevole nella comunità scientifica, perché poneva le basi per un eventuale utilizzo di irisina nella cura dell’obesità.
Durante un congresso SIOMMMS nel 2012 da un confronto scientifico con il prof. Cinti, che invitai in quella circostanza a tenere una relazione al nostro congresso, emerse che questa molecola potesse avere un ruolo sullo scheletro. Cominciai, quindi, subito a studiarla».
«Abbiamo, innanzitutto, dovuto individuare tutte le condizioni sperimentali per l’utilizzo di irisina nei modelli animali, in quanto, essendo la molecola di recente scoperta, non c’erano sufficienti lavori in letteratura. C’è stato un lavoro notevole in questo senso da parte dei ricercatori del mio gruppo. Dai nostri dati è emerso che lo scheletro è il target primario di irisina. Viene prodotta dal muscolo durante l’esercizio fisico e a piccole concentrazioni è in grado di indurre un’attivazione delle cellule che depongono la matrice ossea, cioè gli osteoblasti, mentre a concentrazioni più elevate agisce sulla trasformazione del grasso bianco in grasso bruno» ha sottolineato la prof.ssa Grano.
L’irisina modula, a livello degli osteoblasti, un fattore di trascrizione noto come Atf4 che controlla l’espressione del collagene di tipo I. Quest’ultimo è la proteina maggiormente prodotta dagli osteoblasti perché è la proteina più abbondante nell’osso, costituisce infatti l’impalcatura proteica del nostro scheletro.
«E’ molto importante aver individuato anche il meccanismo molecolare controllato da irisina- ha proseguito la prof.ssa Grano-Non sappiamo ancora quale sia il recettore a cui questa molecola si lega, però da alcuni esperimenti abbiamo potuto ipotizzare che trattasi di un meccanismo recettoriale. Abbiamo infatti evidenziato che stimolando in vitro gli osteoblasti con irisina, dopo 5 minuti si attiva una chinasi, che si chiama “Erk”, la quale normalmente viene fosforilata quando c’è un’attivazione recettoriale sulla cellula».
Il team della prof.ssa Grano ha anche individuato altri parametri su cui agisce la molecola come la fosfatasi alcalina che è un marker specifico degli osteoblasti e che aumentava in maniera significativa. E’ stato anche dimostrato che aggiungendo la molecola in vitro si formano più noduli di matrice mineralizzata, pertanto questa molecola agisce prevalentemente come anabolico cioè sulla componente cellulare che è preposta alla formazione di nuovo osso.
«Abbiamo fatto anche degli esperimenti in vivo sull’animale-ha dichiarato la prof.ssa Grano- trattando gli animali con delle iniezioni intraperitoneali di irisina una volta la settimana e dopo 5 settimane di trattamento abbiamo sacrificato gli animali e valutato la massa scheletrica con due sistemi diversi: uno è stato quelle di sottoporre le tibie e i femori a una tecnica che si chiama microCT che è una TAC che ci consente di esaminare una serie di parametri quantitativi che ci danno idea di quanto è variata la massa ossea.
Poi abbiamo effettuato anche un test di istomorfometria-dinamica che consiste nell’iniettare negli animali delle molecole fluorescenti che si legano alla matrice di nuova formazione. Facendo delle iniezioni a distanza di 7 giorni abbiamo potuto quantizzare la deposizione di nuova matrice misurando la distanza fra le due marcature fluorescenti. Questa tecnica ci ha consentito di dimostrare che il trattamento con irisina determinava l’aumento significativo di un parametro chiamato MAR (mineral apposition rate)».
Adesso l’attenzione del mondo scientifico è puntata sulla traslazione di questi dati all’uomo.
«Il fatto che questa molecola è presente nell’uomo-ha aggiunto la prof.ssa Grano- ed è presente nel siero, come è stato recentemente dimostrato sempre dal gruppo che ha scoperto la molecola, ci fa ben sperare che i nostri risultati possano essere traslati nell’uomo. Al momento stiamo lavorando per verificare l’effetto della molecola nei modelli animali osteoporotici e per ora ci sono dei dati molto promettenti».
“La SIOMMMS è orgogliosa che la ricerca italiana abbia raggiunto livelli così eccellenti – aggiunge il Presidente della SIOMMMS Giancarlo Isaia, Direttore del Dipartimento di Geriatria e Malattie Metaboliche dell’Osso all’Ospedale Molinette di Torino -. Riteniamo che la svolta presentata dalla scoperta costituisca la prospettiva concreta non solo per la prevenzione con l’attività fisica, ma soprattutto per la cura delle malattie dell’osso in pazienti particolarmente difficili. Ora si giungerà a dare supporto osseo anche a chi non può prodursi da solo l’irisina con un cambiamento epocale in particolare per i pazienti geriatrici”.
Per salvaguardare i risultati della ricerca tutta italiana Maria Grano dell’Università di Bari e Saverio Cinti dell’Università Politecnica delle Marche hanno depositato un brevetto sulla possibilità di utilizzare la molecola per la cura dell’osteoporosi.
In conclusione, come ha sottolineato la prof.ssa Grano: «Questa scoperta potrebbe essere davvero rivoluzionaria perché potrebbe portare allo sviluppo di un farmaco esercizio mimetico da somministrare alle persone che non possono fare attività fisica (anziani oppure soggetti costretti a immobilità per varie ragioni, astronauti etc ma non persone pigre), una molecola fisiologica che si comporta come un sostituto dell’attività fisica.
Emilia Vaccaro
