Il cosiddetto “indurimento delle arterie” porta ad un aumento della pressione sanguigna e in definitiva è un fattore di rischio significativo per la trombosi e le malattie cardiache. Il processo di indurimento è infatti la calcificazione dei tessuti dei vasi sanguigni con la stessa forma minerale che si trova nelle ossa, un fosfato di calcio legato al minerale idrossiapatite. La calcificazione può avvenire su depositi di grasso (placche aterosclerotiche) all’interno del vaso sanguigno (calcificazione intimale o aterosclerotica) o nello strato medio della parete del vaso sanguigno (calcificazione mediale), quest’ultima tipicamente associata all’invecchiamento, al diabete e alle malattie renali.
C’è una prova significativa che le cellule della parete del vaso sanguigno (cellule muscolari lisce vascolari) cambiano quando sono sotto stress verso cellule più simili alle ossa e iniziano a esprimere proteine tipicamente associate alla calcificazione ossea. Esistono molte domande: cosa innesca il processo di calcificazione nei vasi sanguigni; come fanno le particelle di fosfato di calcio a legarsi al tessuto del vaso sanguigno o ai depositi di grasso; perché alcune placche calcificate nei vasi sanguigni sono stabili, mentre altre hanno pezzi che si rompono, causando blocchi del vaso sanguigno?
Il nostro lavoro iniziale in questo campo (Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology, 2008) ha dimostrato che le stesse molecole responsabili del legame delle particelle di fosfato di calcio nelle ossa – zuccheri funzionalizzati – sono responsabili dello stesso processo nella calcificazione vascolare. Attualmente stiamo lavorando per identificare quali sono questi zuccheri, nella speranza che possano essere progettati inibitori della loro funzione nella calcificazione vascolare.
Nel nostro lavoro più recente abbiamo dimostrato che se il citrato è incorporato o meno nelle particelle di fosfato di calcio vascolare ha un effetto enorme sia sulla dimensione e sulla forma delle particelle che su quanto siano tossiche per le cellule (Biomaterials, 2013). Infatti il citrato è comunemente incorporato nei tessuti calcificati, compreso l’osso (Calcified Tissue International, 2013), molto probabilmente perché il calcio è trasportato nei siti di calcificazione sotto forma di complessi di citrato, e i piccoli pori di dimensioni nanoscopiche in cui spesso avviene la calcificazione non permettono al citrato di “scappare”. Ora stiamo esaminando la possibilità che il citrato influenzi marcatamente le proprietà meccaniche delle particelle di fosfato di calcio, e possa spiegare perché alcune placche vascolari calcificate sono stabili e altre decisamente meno.
Un’ulteriore caratteristica della calcificazione vascolare è che è sempre immediatamente preceduta dalla necrosi cellulare, quindi stiamo esaminando quali molecole cellulari si depositano nella parete del vaso sanguigno come risultato di questo processo. Questo è ciò che speriamo ci permetterà di determinare quali potrebbero essere gli zuccheri funzionalizzati che legano le particelle di fosfato di calcio al tessuto.
Collaboratori: Prof. Cathy Shanahan (Kings College London), Dr Jeremy Skepper (PDN, Università di Cambridge), Dr Karin Muller (PDN, Università di Cambridge)
Finanziamento: British Heart Foundation