Un nuovo studio sul modo in cui le cellule ossee si organizzano durante la formazione ossea potrebbe aprire la porta a una migliore comprensione di malattie come l'osteoporosi.

La ricerca, guidato dal Max Planck Institute of Colloids and Interfaces di Potsdam, Germania, utilizzato un approccio interdisciplinare che combina biologia, medicina e fisica per analizzare la rete lacuno-canalicolare degli osteociti (OLCN) in diversi tipi di osso di topi e pecore.

Riportando i loro risultati oggi nel Nuovo Giornale di Fisica , il team mostra che c'è un meccanismo universale dietro il modo in cui le singole cellule si organizzano in un grande, rete interconnessa durante la formazione ossea e la mineralizzazione.

Il dottor Philip Kollmannsberger, che ha condotto la ricerca, ha detto:"Gli osteociti e i loro processi cellulari 'vivono' in un grande, rete interconnessa di vuoti che permea la matrice ossea mineralizzata della maggior parte dei vertebrati. Si ritiene che questa rete lacuno-canalicolare degli osteociti (OLCN) svolga ruoli importanti nel rilevamento e nel mantenimento dell'ambiente interno costante dell'osso, e per le proprietà meccaniche dell'osso.

"Sebbene la struttura della matrice extracellulare dell'osso sia stata ampiamente studiata su scala ultrastrutturale e macroscopica, c'è una mancanza di conoscenza quantitativa su come è organizzata la rete cellulare."

I risultati hanno permesso al team di definire una serie di robusti, misure quantitative derivate dalla fisica delle reti complesse. Queste misure hanno permesso loro di ottenere informazioni sull'efficienza con cui la rete è organizzata in termini di trasporto e comunicazione intercellulare.

Le misure hanno mostrato che la rete cellulare è regolarmente organizzata, il tessuto osseo a crescita lenta delle pecore è meno connesso, ma organizzato in modo più efficiente rispetto al tessuto osseo irregolare e in rapida crescita dei topi.

Sul piano delle proprietà topologiche statistiche, però, entrambi i tipi di rete sono indistinguibili, suggerendo un meccanismo universale alla base dell'auto-organizzazione delle singole cellule in un grande, rete interconnessa durante la formazione ossea e la mineralizzazione.

Il dottor Kollmannsberger ha dichiarato:"La quantificazione che abbiamo sviluppato potrebbe essere utile per valutare la qualità dell'osso durante lo sviluppo fisiologico o le condizioni patologiche dell'età, malattia e intervento farmaceutico, complementari alle misure esistenti come la densità minerale ossea.

"Anche se non abbiamo applicato la nostra analisi per confrontare l'osso sano con quello malato, la nostra scelta di diversi tipi di osso, riflettendo diversi gradi di organizzazione, dimostra il potenziale del nostro metodo per quantificare le differenze di efficienza."