Il ruolo delle sirtuine nell’osteoartrite

L’osteoartrite è un’alterazione degenerativa cronica della cartilagine articolare, un materiale duro, ma elastico, che ricopre le estremità delle ossa lunghe, riducendo gli attriti, aumentando la capacità di assorbire gli impatti e migliorando la funzionalità complessiva dell’articolazione.

Le sirtuine sono enzimi iston-deacetilasi NAD⁺ dipendenti che regolano importanti vie metaboliche e sono coinvolte in molti processi biologici come sopravvivenza cellulare, senescenza, proliferazione, apoptosi, riparazione del DNA e metabolismo cellulare. È ampiamente dimostrato che le sirtuine promuovono longevità e salute e dunque il loro targeting farmacologico con attivatori specifici è stato proposto come mezzo per prevenire malattie associate all’età, tra cui possiamo includere l’osteoartrite.

In modo interessante, è stato dimostrato che l’espressione di Sirt1 diminuisce in modo significativo nelle cartilagini di pazienti con osteoartriti (Yang et al., 2016) e artrite reumatoide (Hao et al., 2017), come mostrano le due figure, a dimostrazione della correlazione tra sirtuine e queste patologie e del ruolo che rivestono queste proteine nella salute delle articolazioni.

In particolare:

Sirt1 aumenta la sopravvivenza dei condrociti, le cellule che compongono la cartilagine, (Gagarina et al., 2010) e ne stimola il differenziamento a partire da cellule staminali mesenchimali (Buhrmann et al., 2014);
Sirt1 stimola l’espressione di collagene, costituente della cartilagine, e aggrecano, componente della matrice extracellulare delle cartilagini (Dvir-Ginzberg et al., 2008);

Sirt1 ha un potente effetto antinfiammatorio grazie all’inattivazione dei pathways che comunemente causano infiammazione della membrana sinoviale dell’articolazione (Moon et al., 2013)
Sirt1 protegge la matrice extracellulare dalla degradazione ad opera di enzimi proteolitici, evento che si verifica naturalmente con il passare degli anni, ma determina usura delle cartilagini.

Alla luce di tali osservazioni, sono interessanti le strategie che hanno come target terapeutico l’innalzamento dei livelli di espressione delle sirtuine per trattare le patologie articolari.

Bibliografia

Buhrmann, C., Busch, F., Shayan, P., & Shakibaei, M. (2014). Sirtuin-1 (SIRT1) is required for promoting chondrogenic differentiation of mesenchymal stem cells. Journal of Biological Chemistry, 289(32), 22048-22062.

Dvir-Ginzberg, M., Gagarina, V., Lee, E. J., & Hall, D. J. (2008). Regulation of cartilage-specific gene expression in human chondrocytes by SirT1 and nicotinamide phosphoribosyltransferase. Journal of Biological Chemistry, 283(52), 36300-36310.

Gagarina, V., Gabay, O., Dvir-Ginzberg, M., Lee, E. J., Brady, J. K., Quon, M. J., & Hall, D. J. (2010). SirT1 enhances survival of human osteoarthritic chondrocytes by repressing PTP1B and activating the IGF receptor pathway. Arthritis and rheumatism, 62(5), 1383.

Hao, L., Wan, Y., Xiao, J., Tang, Q., Deng, H., & Chen, L. (2017). A study of Sirt1 regulation and the effect of resveratrol on synoviocyte invasion and associated joint destruction in rheumatoid arthritis. Molecular medicine reports, 16(4), 5099-5106.

Moon, M. H., Jeong, J. K., Lee, Y. J., Seol, J. W., Jackson, C. J., & Park, S. Y. (2013). SIRT1, a class III histone deacetylase, regulates TNF-α-induced inflammation in human chondrocytes. Osteoarthritis and cartilage, 21(3), 470-480.

Yang, W., Kang, X., Liu, J., Li, H., Ma, Z., Jin, X., … & Wu, S. (2016). Clock gene Bmal1 modulates human cartilage gene expression by crosstalk with Sirt1. Endocrinology, 157(8), 3096-3107.