Lo sviluppo della cartilagine articolare: prove per un meccanismo di crescita apposizionale
È ben noto che la cartilagine cresce per una combinazione di secrezione di matrice, ipertrofia cellulare e proliferazione cellulare. La misura in cui questa crescita avviene per via apposizionale, rispetto ai meccanismi interstiziali, tuttavia, rimane poco chiara. Utilizzando le articolazioni del ginocchio del marsupiale Monodelphis domestica per studiare la crescita della cartilagine, abbiamo combinato uno studio immunoistochimico della famiglia TGF-beta dei fattori di crescita e differenziazione della cartilagine tra 30 giorni postpartum a 8 mesi, insieme ad un’analisi stereologica della morfologia della cartilagine durante la crescita. Inoltre, per ottenere una visione della generazione delle zone caratteristiche all’interno della cartilagine, abbiamo esaminato gli effetti della somministrazione intra-articolare di bromodeossiuridina, un agente che viene incorporato nel DNA durante la divisione cellulare e blocca ulteriori cicli cellulari. Durante la crescita iniziale, TGF-beta2 e -beta3 erano ampiamente espressi, ma TGF-beta1 lo era meno. Dopo la formazione del centro secondario di ossificazione, tutte le isoforme sono diventate più limitate alla metà superiore della profondità del tessuto e la loro distribuzione era simile a quella precedentemente descritta per gli IGF e le cellule PCNA-positive. L’analisi stereologica delle sezioni di tessuto della cartilagine condilare femorale a 3 e 6 mesi ha mostrato che c’era un aumento del 17% del volume totale della cartilagine ma una diminuzione del 31% della densità cellulare su una base di volume unitaria. Infine, la perturbazione del ciclo cellulare con BrDU, che è stato iniettato nelle articolazioni del ginocchio di animali di 3 mesi e analizzato 1 e 4 mesi dopo l’iniezione, ha rivelato che i condrociti che occupano la zona di transizione erano esauriti 1 mese dopo l’iniezione, con conseguente assottigliamento della cartilagine articolare. Questo effetto è stato invertito 4 mesi dopo l’iniezione. L’analisi immunoistochimica ha rivelato che il trattamento con BrDU ha alterato i modelli di espressione di tutte le isoforme di TGF-beta, con una marcata riduzione dell’etichettatura delle isoforme TGF-beta1 e beta3 nella metà superiore della profondità della cartilagine. Nel complesso, i dati danno ulteriore sostegno alla nozione di cartilagine articolare che cresce per apposizione dalla superficie articolare piuttosto che per meccanismi interstiziali.