Sangue Midollare vs. Sangue Periferico: Un Duello Segreto nelle Nostre Ossa!

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa di veramente affascinante che succede dentro di noi, in un posto che spesso associamo solo alla produzione di cellule del sangue: il midollo osseo. Sapete, l’osso e il midollo osseo sono così intimamente collegati dal punto di vista della circolazione sanguigna che potremmo quasi considerarli un unico organo. E proprio come ogni organo ha le sue peculiarità, sembra che anche il “sangue” che circola lì dentro abbia caratteristiche uniche.

In passato, noi ricercatori abbiamo scoperto che l’equilibrio emostatico – quel delicato sistema che regola la coagulazione del sangue, coinvolgendo molecole come l’eparanasi, il fattore tissutale (TF), l’inibitore della via del fattore tissutale (TFPI) e il TFPI-2 – non è uguale dappertutto. Varia da organo a organo! Ad esempio, fegato e polmoni hanno parametri emostatici “bassi”, mentre tessuto sottocutaneo e muscoli scheletrici li hanno “alti”. Questo ci ha fatto chiedere: e l’osso? Che succede lì dentro?

La Domanda Chiave: Il Sangue del Midollo Osseo è Diverso?

La nostra curiosità ci ha spinto a indagare se il sangue prelevato direttamente dal microcircolo del midollo osseo (BM) avesse un effetto diverso sugli osteoblasti (le cellule che costruiscono l’osso) e sulle cellule endoteliali (quelle che rivestono i vasi sanguigni) rispetto al normale sangue periferico (PB) che preleviamo dal braccio. Per farlo, abbiamo coinvolto 14 pazienti sottoposti a chirurgia ortopedica (alcuni per artrosi grave, altri per fratture). Da ognuno abbiamo prelevato un campione di sangue dal midollo pelvico e uno dal braccio.

Abbiamo poi isolato le cellule staminali mesenchimali (MSC) dal midollo osseo e le abbiamo fatte differenziare in laboratorio fino a farle diventare osteoblasti. A questo punto, abbiamo iniziato a confrontare e analizzare.

Scoperta #1: Gli Osteoblasti Cambiano “Personalità” Emostatica

La prima cosa interessante che abbiamo notato è stata proprio negli osteoblasti. Confrontandoli con le loro cellule progenitrici, le MSC, abbiamo visto una netta riduzione dei livelli di eparanasi, TF, TFPI e TFPI-2. È come se, diventando cellule specializzate nella costruzione ossea, acquisissero un profilo emostatico più “attenuato”, meno incline alla coagulazione. Immaginate queste cellule che, maturando, decidono di abbassare un po’ il volume su certi meccanismi. Questo è stato confermato tramite diverse tecniche, tra cui ELISA, saggi cromogenici e immunoistochimica.

Scoperta #2: Il Plasma Midollare ha Meno Eparanasi

Confrontando direttamente il plasma ottenuto dal sangue midollare (BM plasma) con quello periferico (PB plasma) dello stesso paziente, abbiamo trovato un’altra differenza significativa: il livello di eparanasi nel plasma BM era decisamente più basso. Al contrario, il livello di ALKP (fosfatasi alcalina), un marcatore dell’attività ossea, era più alto nel plasma BM, confermando che stavamo davvero guardando al microambiente osseo. Questo suggerisce fortemente che il microcircolo dell’osso ha una sua “firma” proteica unica.

Scoperta #3: L’Influenza del Plasma Midollare sulle Cellule

Ma l’aspetto più intrigante è stato vedere come questi diversi tipi di plasma influenzavano le cellule in coltura. Quando abbiamo incubato gli osteoblasti e le cellule endoteliali (HUVEC) con il plasma BM, abbiamo osservato che l’attività procoagulante dell’eparanasi e i suoi livelli diminuivano rispetto a quando usavamo il plasma PB o il controllo (solo terreno di coltura). È come se il plasma BM dicesse alle cellule: “Tranquille, rallentate un po’ con la coagulazione”.

E non è tutto! Il plasma BM ha mostrato effetti interessanti sulla crescita cellulare (proliferazione):

• Negli osteoblasti: aumentava la proliferazione rispetto al controllo, ma meno rispetto al plasma PB. Un effetto di crescita, ma più moderato.
• Nelle cellule endoteliali (HUVEC): qui il plasma BM ha dato una vera spinta! Ha aumentato la proliferazione più del plasma PB e del controllo. Non solo, ma ha anche potenziato significativamente la loro capacità di formare strutture tubulari simili a vasi sanguigni (angiogenesi) in un test specifico. Dopo una settimana, le cellule HUVEC trattate con plasma BM erano ancora vitali e formavano tubi, mentre quelle nelle altre condizioni non erano sopravvissute. Questo suggerisce un forte effetto pro-angiogenico del microambiente midollare.

Scoperta #4: Modulare l’Eparanasi con Peptidi Specifici

Per capire meglio il ruolo dell’eparanasi in tutto questo, abbiamo usato due “strumenti” molecolari che avevamo sviluppato in laboratorio:

• Peptide 16AC: Derivato dall’eparanasi stessa, interagisce con il TF e ha un effetto procoagulante. In passato avevamo visto che può anche aumentare i livelli di eparanasi nelle cellule (una sorta di feedback positivo).
• Peptide 6: Derivato dal TFPI-2, inibisce l’interazione tra eparanasi e TF, riducendo quindi gli effetti procoagulanti e non solo.

Abbiamo aggiunto questi peptidi alle nostre colture cellulari trattate con plasma BM o PB. I risultati? Il peptide 16AC aumentava i livelli di eparanasi, l’attività procoagulante e la proliferazione (soprattutto nelle HUVEC) in tutte le condizioni. Al contrario, il peptide 6 riduceva questi parametri. La cosa notevole è che questi effetti si vedevano sia con il plasma BM che con il PB, suggerendo che questi peptidi potrebbero essere usati per modulare l’attività dell’eparanasi nell’osso. Tuttavia, anche quando il peptide 16AC aumentava l’attività nel contesto del plasma BM, questa rimaneva comunque più bassa rispetto al controllo, indicando che l’effetto inibitorio del plasma BM è forte e forse coinvolge anche altri meccanismi o inibitori endogeni che ancora non conosciamo.

Cosa Significa Tutto Questo? Il Potere del Microambiente

Questi risultati rafforzano l’idea che il microambiente locale, il “quartiere” in cui vivono le cellule, ha un impatto enorme sul loro comportamento. Il sangue che circola nel midollo osseo non è solo un trasportatore passivo; contiene segnali specifici che mantengono basso il potenziale procoagulante degli osteoblasti e, allo stesso tempo, promuovono attivamente la formazione di nuovi vasi sanguigni, essenziale per la salute e la riparazione dell’osso.

C’è ancora dibattito sul ruolo esatto dell’eparanasi nell’osso (alcuni studi dicono che inibisce la formazione ossea, altri che la promuove, forse a basse dosi). I nostri dati sembrano allinearsi con l’idea che un livello basso di eparanasi, come quello mantenuto dal plasma BM, sia benefico, specialmente per l’angiogenesi.

Questo ci porta anche a un’ipotesi intrigante: organi che normalmente hanno bassi livelli di eparanasi, come l’osso, potrebbero essere i primi a soffrire di problemi di microcircolazione (trombosi) quando i livelli di eparanasi aumentano a livello sistemico, come accade in alcune malattie (cancro, infezioni gravi). Un livello elevato di eparanasi potrebbe anche contribuire a ritardi nella guarigione ossea e al dolore. È una pista da esplorare!

In Conclusione: Un Equilibrio Unico

Insomma, il nostro viaggio nel microcircolo osseo ci ha mostrato che gli osteoblasti riducono il loro “armamentario” emostatico durante la differenziazione e che il sangue del midollo osseo contribuisce attivamente a mantenere questo stato “attenuato”, favorendo al contempo l’angiogenesi. C’è probabilmente un inibitore endogeno dell’eparanasi nel plasma BM che merita ulteriori indagini. Abbiamo anche visto che possiamo influenzare questo sistema usando peptidi specifici, aprendo potenziali strade terapeutiche future, magari usando il peptide 6 per migliorare la guarigione delle ferite ossee.

Questo studio è un altro tassello che conferma quanto sia unico e specializzato il microambiente di ogni tessuto o organo, influenzando processi vitali come l’emostasi e l’angiogenesi in modi specifici. Certo, ci sono ancora domande aperte (questi effetti valgono anche per i giovani? Gli ormoni giocano un ruolo?), ma la strada della ricerca è proprio questa: una scoperta tira l’altra!

Fonte: Springer