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Title: Ruolo dello stanozololo nella stimolazione dei meccanismi cellulari per la rigenerazione osteocondrale
Other Titles: The role of stanozolol in the stimulation of cellular mechanisms for osteochondral regeneration
Authors: Mori, Daniele
Issue Date: 2021
Publisher: Università degli Studi di Parma. Dipartimento di Medicina e chirurgia
Document Type: Doctoral thesis
Abstract: I tessuti osseo e cartilagineo fanno parte dei tessuti connettivi altamente specializzati; le cellule che li costituiscono originano dai processi differenziativi a cui vanno incontro le cellule staminali mesenchimali. Dal momento che la rigenerazione ossea è un processo lungo e complesso e che la cartilagine manca sostanzialmente della capacità di rigenerare, la ricerca volta a stabilire trattamenti che possano migliorare o indurre fenomeni di natura rigenerativa, è di fondamentale importanza. Tra le molte molecole che possono essere di interesse nel detto contesto c’è lo stanozololo, uno steroide la cui capacità di migliorare la rigenerazione ossea e cartilaginea è già stata stabilita ma il cui pathway d’azione non è stato ancora univocamente descritto o conosciuto con certezza. Questo testo è la descrizione di cinque esperimenti che hanno la volontà di mostrare, a cominciare dalle peculiarità della coltura bidimensionale di condrociti, come lo stanozololo possa migliorare il differenziamento osteocondrale specialmente quando accompagnato da un co-trattamento che sia in grado di stimolare l’azione di BMP2. Alla fine il lavoro raggiunge il suo scopo nel tentativo di chiarire quali siano i recettori con cui interagisce lo stanozololo e cercando di ipotizzare attraverso quale pathway questo svolga la sua funzione. Nel primo capitolo sono affrontate le difficoltà correlate alla coltura bidimensionale di condrociti e le particolarità legate alla loro coltura tridimensionale; dopo questo, l’appendice al primo capitolo evidenzia come lo stanozololo, in una coltura di micromasse, possa aumentare l’espressione di geni codificanti per elementi della matrice cartilaginea. Nel secondo capitolo l’argomento diventa l’osteogenesi ed è mostrato non solo come lo stanozololo migliori l’espressione di marker osteoidi, ma anche come l’efficacia del trattamento venga aumentata dalla stimolazione di CD44. Nel terzo capitolo è rivelato quale recettore steroideo sia coinvolto nell’interazione con lo stanozololo ed è presente un primo tentativo di descrivere la funzione del detto steroide; nell’appendice al terzo capitolo l’ipotesi fatta circa il meccanismo d’azione dello stanozololo è ulteriormente investigata e, infine, è esposta l’ipotesi definitiva riguardo il modo in cui questo steroide induce il differenziamento osteocondrale, basandosi sia sulla letteratura che sui risultati sperimentali.
Bone and cartilage tissues are both parts of the group of highly specialized connective tissues. Bone and cartilage cells stem from differentiation phenomena that occur in mesenchymal stem cells. Since bone regeneration is a long and complex process and cartilage basically lacks regenerative capability, the research which aims to establish treatments that can improve or induce these tissues' regenerative mechanisms is of paramount importance. Stanozolol is one of the many molecules that are of interest in this context. Stanozolol is a steroid whose capability to augment regeneration both in bone and cartilage has already been established but whose pathway of action is still not univocally described or known with certainty. The current manuscript is the description of five experiments aimed at showing how stanozolol improves osteochondral differentiation, especially when accompanied by a co-treatment able to trigger the BMP2 pathway. Afterwards, we investigated the receptors involved in stanozolol signalling and made a hypothesis about which pathway was involved. In the first chapter, we address the difficulties related to chondrocyte cell culture in a two-dimensional culture and the peculiarities of chondrocytes in a three-dimensional culture; therefore, the appendix to the first chapter highlights how stanozolol can improve cartilage matrix related genes’ expression in a micromass cell culture. The subject of the second chapter is osteogenesis, and this chapter shows not only how stanozolol improves osteogenesis markers’ gene expression, but also how the efficacy of the treatment can be augmented if accompanied by CD44 stimulation. The third chapter is dedicated to the identification of steroid receptors with which stanozolol interacts, and it strives to describe how stanozolol functions. The appendix to the third chapter includes a further investigation of hypotheses made about stanozolol’s pathway of action and proposes a final hypothesis about how stanozolol induces osteochondral differentiation, relying both on the literature and on the outcomes of the described experiments.
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