Il laboratorio ha individuato e caratterizzato nuove molecole di origine vegetale (nutraceutici) e nuove molecole di sintesi che rilasciano solfuro d’idrogeno per il trattamento di patologie dell’apparato muscoloscheletrico quali l’osteoartrite o malattie del metabolismo osseo, come l’osteoporosi. Tali molecole, sole o in associazione con scaffolds che le rilasciano, stimolano l’attività rigenerativa delle cellule della cartilagine e dell’osso favorendo la formazione di nuovi tessuti. La validazione di queste molecole è stata effettuata mediante l'utilizzo di test in vitro ed in vivo, questi ultimi in collaborazione con il laboratorio di Studi Preclinici Chirurgici dell’Istituto. Le valutazioni effettuate hanno permesso di acquisire informazioni sull'effetto e sul meccanismo d'azione delle molecole di interesse indispensabili per la futura commercializzazione.
Metabolismo osseo e sua regolazione
Il Laboratorio RAMSES fornisce valutazioni precliniche in vitro per la caratterizzazione di prodotti di origine vegetale (nutraceutici) e di sintesi ed il loro ruolo quali molecole potenzialmente utili per la terapia di patologie muscolo-scheletriche come l'osteoartrite o l’osteoporosi. Le competenze e le strumentazioni presenti nel Laboratorio permettono di acquisire informazioni preliminari sull'effetto e sul meccanismo d'azione di molecole naturali o di sintesi, utilizzando metodologie all’avanguardia. Lo scopo è quello di fornire alle Aziende che operano nel campo dei prodotti alimentari a valenza salutistica (quali integratori alimentari, alimenti destinati a fini medici speciali, alimenti arricchiti e, più in generale, alimenti funzionali) o a industrie farmaceutiche, servizi volti a sviluppare nuovi prodotti, migliorarne la qualità garantendone, su basi scientifiche robuste, la sicurezza e l’efficacia, in accordo con la normativa di riferimento. L’expertise dei ricercatori afferenti al Laboratorio, garantisce la totale copertura delle competenze necessarie per la ricerca e lo sviluppo di prodotti innovativi e di elevata qualità, le cui proprietà sono certificate da studi condotti con elevato rigore metodologico, seguendo la regolamentazione in vigore e le linee guida emesse dalle principali istituzioni che operano nel campo dei prodotti a valenza nutraceutica e farmaceutica e della certificazione della qualità.
Per patologie quali l’osteoartrite o l’osteoporosi non esistono cure definitive. La maggiore conoscenza dei consumatori circa la possibilità di proteggere la salute con una dieta adeguata e con l'assunzione di integratori alimentari ha portato al diffondersi dei prodotti nutraceutici. La caratterizzazione funzionale di tali molecole è fondamentale allo scopo di fornire una base scientifica al loro utilizzo.
La validazione preclinica di potenziali farmaci e di nutraceutici è d’interesse rispettivamente per imprese farmaceutiche con focus su apparato muscolo-scheletrico e per industrie di prodotti alimentari a valenza salutistica (quali integratori alimentari, alimenti destinati a fini medici speciali, alimenti arricchiti e, più in generale, alimenti funzionali).
Screening di estratti naturali a potenziale effetto stimolante il metabolismo osseo
Nuova classe di molecole che rilasciano solfuro di idrogeno (H2S) per la rigenerazione ossea
E' possibile attuare la prevenzione dell’osteoporosi fin dalla giovane età, cercando di massimizzare il picco di massa ossea, ovvero la quantità di tessuto minerale osseo presente alla fine della maturazione fisica. Nei soggetti affetti, è necessario impostare terapia con bisfosfonati, farmaci in grado di ridurre il riassorbimento osseo, o con farmaci che ne stimolano la formazione. È altrettanto importante ottimizzare l’apporto di calcio e vitamina D e ridurre il rischio di fratture, per esempio eliminando le condizioni che possono favorire le cadute, incoraggiando una moderata attività fisica e eliminando fumo e alcool. Il Laboratorio ha progettato, sintetizzato e testato in vitro e in vivo una nuova famiglia di molecole in grado di rilasciare solfuro di idrogeno, molecola che mostra interessanti effetti biologici sul tessuto osseo. In particolare ha dimostrato come H2S svolga un'importante funzione di stimolo per la rigenerazione del tessuto osseo, al punto da proteggere dall'osteoporosi in modelli animali di menopausa e da stimolare la formazione di nuovo osso in modelli di ingegneria tissutale.
Prof. Vincenzo Calderone, Università di Pisa Dott.ssa Lisignoli, Istituto Ortopedico Rizzoli
Lisignoli, Grassi, Calderone, Rapposelli, New molecole for bone tissue regeneration, EP Patent, 3215488B1, March 7, 2018, and US Patent 10,016,444, July 10, 2018
Donatori di solfuro come farmaci anabolici per il metabolismo osseo