Alterazioni della Meccanica Articolare e Risposta Biologica nelle Ginocchia Osteoartritiche. (AMB-OK)

L'osteoartrosi (OA) si distingue come la malattia articolare più diffusa. Si manifesta come un progressivo deterioramento della cartilagine articolare, una nuova crescita ossea e spesso una proliferazione del tessuto sinoviale, causando dolore e compromissione della funzionalità articolare, che alla fine porta a disabilità. Nell'83% dei pazienti con OA, il ginocchio è colpito, limitando le persone nel partecipare ad attività fisiche, il che apre la strada all'insorgenza di malattie cardiovascolari, obesità e diabete. Il disallineamento dell'arto inferiore (ginocchia varo o valgo) è riconosciuto come un fattore di rischio per l'insorgenza e la progressione dell'osteoartrosi. Questi disallineamenti degli arti inferiori influenzano sostanzialmente la distribuzione del carico sulla superficie articolare del ginocchio, e lo squilibrio del carico fa sì che il compartimento più caricato si consumi prima. L'osteotomia tibiale alta (HTO) è una tecnica chirurgica che consente di spostare il carico dall'area interessata ad altre aree con cartilagine intatta. Analogamente all'HTO, i tutori riallineano l'arto inferiore, senza la necessità di un intervento chirurgico. Questi trattamenti correttivi sono raccomandati per il gruppo più giovane di pazienti, in quanto consentono loro di rimanere attivi, a differenza della sostituzione totale del ginocchio (TKR). Tuttavia, la sopravvivenza a lungo termine dell'HTO varia dal 40% all'85% e le prove dell'efficacia a lungo termine dei tutori sono limitate. Le ragioni specifiche del fallimento non sono ben comprese, ma sono probabilmente legate a una correzione impropria, poiché un'eccessiva correzione può portare a instabilità, mentre una correzione insufficiente potrebbe non alleviare i sintomi, e in letteratura non esiste un consenso sulla quantità ottimale. Fino ad oggi, gli effetti dei tutori e dell'HTO sulla microstruttura dell'osso subcondrale e sulla cartilagine non sono ben compresi. Indagare questi aspetti per comprendere meglio i fallimenti del trattamento sta diventando sempre più cruciale, poiché si prevede che la prevalenza globale dell'OA del ginocchio aumenti con l'invecchiamento della popolazione.

Il rimodellamento osseo si verifica come conseguenza del cambiamento significativo nelle condizioni di carico, causato dai trattamenti, ma il periodo di tempo e l'entità in cui ciò avviene sono sconosciuti. La qualità dell'osso viene tipicamente valutata mediante assorbimetria a raggi X a doppia energia (DXA), che è in grado di rilevare cambiamenti 2D nella densità minerale ossea, ma non è adatta a misurare le differenze regionali nella microstruttura ossea. La tomografia computerizzata periferica quantitativa ad alta risoluzione (HR-pQCT) è una tecnica di imaging diffusa in ambito di ricerca. Consente misurazioni 3D ed è stato dimostrato che può quantificare accuratamente il rimodellamento osseo al polso. Tuttavia, l'HR-pQCT ha una bassa applicabilità clinica, a causa del lungo tempo di scansione e del piccolo campo visivo, che non consente l'imaging di siti centrali, come il ginocchio. La tomografia computerizzata a conteggio di fotoni (PCCT) è uno degli ultimi progressi nella tecnica TC, con una risoluzione paragonabile all'HR-pQCT ma con una maggiore applicabilità clinica. È stato dimostrato che la PCCT è adatta a rilevare il turnover osseo nello stesso modo dell'HR-pQCT, consentendo una caratterizzazione diretta della microstruttura al ginocchio.

Nonostante ampie ricerche in vitro e in vivo, rimane poco chiaro come interagiscano i cambiamenti nella composizione e nella struttura della cartilagine che si verificano durante la degenerazione della cartilagine. È stato sviluppato un modello in silico per indagare i meccanismi causali attraverso i quali l'ambiente meccanico locale della cartilagine lesionata guida la degenerazione della cartilagine. Le previsioni del modello hanno mostrato una buona corrispondenza con precedenti osservazioni sperimentali, tuttavia una validazione più estesa con dati in vivo consentirebbe di indagare condizioni più fisiologiche.