I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute useranno nuove tecniche di misurazione per osservare – a livello atomico – l’effetto del diabete di tipo I sull’osso e in che modo i farmaci potrebbero ridurre il rischio di fratture.La ricerca esaminerà i meccanismi alla base del perché i diabetici affrontano un aumento del rischio di fratture
TROY, NY – Le persone con diabete affrontano un rischio significativamente più elevato di fratture osteoporotiche rispetto a quelle senza la malattia, ma il motivo di ciò non è ben compreso e non può essere adeguatamente previsto. I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute useranno nuove tecniche di misurazione per osservare – a livello atomico – l’effetto del diabete di tipo I sull’osso e in che modo i farmaci potrebbero ridurre il rischio di fratture.
“Stiamo esaminando i meccanismi di ciò che potrebbe causare una tale fragilità”, ha affermato Deepak Vashishth, direttore del Center for Biotechnology and Interdisciplinary Studies (CBIS), che guida questa ricerca per Rensselaer. Il lavoro viene svolto in collaborazione con la Creighton University ed è supportato da una nuova sovvenzione R01 del National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, parte del National Institutes of Health.
Questo tipo di comprensione è fondamentale, ha detto Vashishth, perché le fratture non possono essere completamente spiegate o anticipate utilizzando gli attuali strumenti clinici. A rendere questa sfida ancora più difficile è il fatto che sembra esserci una differenza tra il modo in cui il diabete di tipo 1 e il tipo 2 influenzano l’osso. Le persone con diabete di tipo 1, ha detto, affrontano un rischio maggiore di fratture durante la vita rispetto a quelle con diabete di tipo 2.
Il team di Creighton raccoglierà campioni di tessuto osseo da pazienti di età superiore ai 50 anni con diabete di tipo 1. Raccoglieranno anche campioni da pazienti senza la malattia per il confronto.
Vashishth e il suo team applicheranno un nuovo approccio basato sulle proteine, attualmente non utilizzato per la diagnosi di fratture nelle cliniche, per capire come il diabete di tipo I modifica l’osso e lo rende suscettibile alla rottura.
Questa tecnica innovativa per misurare le proprietà biochimiche del tessuto osseo è stata sviluppata con Scott McCallum, direttore del BioImaging e NMR Research Core Lab in CBIS. Ha lo scopo di determinare in che modo il diabete di tipo I modifica le relazioni tra le interfacce organiche e inorganiche nell’osso – su scala atomica.
Ad esempio, il team esaminerà l’accumulo di prodotti finali avanzati di glicazione (AGE), che vengono prodotti quando lo zucchero diventa disponibile nel corpo, come spesso accade nei diabetici. È noto che le AGE cambiano le proteine ??all’interno dell’osso, alterando le risposte cellulari e indebolendo anche la struttura complessiva dell’osso.
Più specificamente, ha spiegato Vashishth, gli AGE possono alterare la disposizione fisica delle molecole d’acqua nelle proteine ??ossee e nei cristalli ossei. Il suo team vuole anche capire come si verificano tali cambiamenti fisici nel diabete di tipo I e alterare la resistenza meccanica dell’osso.
A queste domande fondamentali si può rispondere solo attraverso un approccio interdisciplinare che combina biologia, chimica fisica, biochimica e ingegneria, lo stesso tipo di collaborazione che incarna la ricerca svolta all’interno della CBIS.
Vashishth ritiene che una maggiore comprensione di queste alterazioni biologiche e meccaniche aiuterà ad alimentare lo sviluppo di nuove modalità diagnostiche e la prescrizione di farmaci che possono contrastare i cambiamenti negativi, a sua volta proteggendo l’osso dagli effetti del diabete.
“Questa ricerca inizia molto lontano dal capezzale e finisce molto vicino ad esso”, ha detto Vashishth. “Stiamo lavorando su esempi clinici qui che influenzeranno direttamente la decisione che un clinico prenderebbe, si spera già dai prossimi due o tre anni”.
