La Displasia Fibrosa in modelli in vitro e in vivo

La displasia fibrosa (DF) è una malattia genetica dell’osso e del midollo osseo causata da mutazioni missenso attivanti nel gene codificante per la subunità α della proteina G stimolatoria, Gs (Gsα). Fratture patologiche, deformità e dolori ossei rappresentano comunemente l’espressione clinica della malattia, correlata a sostituzione di osso normale e midollo osseo con tessuto abnorme, a carente mineralizzazione ed instabilità dell’osso, a midollo osseo fibrotico e non ematopoietico. Tali anomalie dipendono dalla disfunzione delle cellule che formano l’osso (osteoblasti), causata dalla presenza della mutazione nelle cellule stesse e nei loro progenitori, le cellule stromali del midollo osseo (BMSC). Ad oggi, non sono note le modificazioni molecolari generate dalla mutazione, né quale sia il contributo dei diversi tipi cellulari al fenotipo malattia, né è disponibile una cura efficace per la DF. Per definire esaustivamente a livello molecolare, cellulare ed organismico gli eventi fisiopatologici della DF, e per identificare nuove strategie terapeutiche, abbiamo generato e studiato modelli di DF in vitro e in vivo. Per analizzare la modulazione trascrizionale indotta dalla mutazione attivante di Gsα (R201C), abbiamo esaminato con i microarray il profilo di espressione di BMSC umane, ingegnerizzate per esprimere stabilmente la mutazione GsαR201C. L’analisi interpretativa dei dati di microarray ha evidenziato la modulazione di geni che sottendono i fondamentali cambiamenti tissutali osservati nella DF, tra cui MGP (artefice della sotto-mineralizzazione dell’osso) e RANKL (responsabile dell’eccessivo riassorbimento osseo), entrambi possibili bersagli terapeutici. D’altra parte, per valutare il contributo di specifiche popolazioni cellulari al fenotipo malattia abbiamo generato modelli murini che consentono l’espressione tessuto-specifica di GsαR201C. In particolare, abbiamo prodotto topi con l’espressione della GsαR201C confinata alle cellule murali, ossia i progenitori scheletrici intesi come cellule microvascolari. L’analisi ai raggi X di questi animali ha messo in luce un’alterazione radiografica delle ossa femorali dei topi, suggerendo che l’espressione della Gsα mutata nelle cellule murali causi anormalità del tessuto scheletrico. Inoltre, per ottenere nuovi modelli murini tessuto-specifici, abbiamo prodotto topi condizionali per l’espressione tessuto-specifica della GsαR201C (Lox-Stop-Lox-GsαR201C). Lo studio radiografico di questi animali ha confermato l’assenza di anomalie ossee. Questi animali potranno essere incrociati con topi che esprimano la ricombinasi Cre nei diversi tessuti di interesse, per ottenere un’ ampia gamma di topi GsαR201C tessuto-specifici. Nel suo insieme, questo lavoro è stato importante per l’identificazione di possibili bersagli terapeutici, ha contribuito a definire l’istopatogenesi molecolare della DF, e, in particolare, dall’uso/analisi di topi GsαR201C tessuto-specifici, potrà derivare un’ulteriore caratterizzazione della patologia.