A kulcsmolekula megmagyarázza, miért gyengülnek a csontok az életkor előrehaladtával
Egy ilyen jellegű első vizsgálatból kiderül, hogy az életkor előrehaladtával egy bizonyos molekula szintje növekszik, ami elnémítja egy másik, egészséges csontot létrehozó molekulát. Azt is sugallja, hogy ennek az egyensúlyhiánynak a korrigálása javíthatja a csontok egészségét, esetleg új utakat kínálva az oszteoporózis kezelésére.
A csontritkulás világszerte körülbelül 200 millió nőt érint.
Úgy gondolják, hogy minden 50 nőből és minden ötödik nőből minden ötödik életében csonttörést tapasztal az oszteoporózis következtében.
Az Egyesült Államokban a becslések azt mutatják, hogy 44 millió 50 évnél idősebb ember él ezzel a betegséggel, ami jelentős közegészségügyi problémát jelent.
Egy új kutatás közelebb visz minket annak a folyamatnak a megértéséhez, amely csontdegradációhoz vezet az oszteoporózisban, és az esetleges új módszerekkel, amelyekkel az állapot kezelhető.
Az eredmények egy kulcsfontosságú molekuladinamikát magyaráznak, amely az életkor előrehaladtával számol a csontjaink progresszív törékenységével.
Dr. Sadanand Fulzele, csontbiológus, aki a grúziai Augusta Egyetem Ortopédiai Sebészeti Osztályán dolgozik, társ-kutató és az utolsó cikk szerzője, amely a Gerontológiai Közlöny: Biológiai Tudományok.
Nagyítás egy kis molekuláris bűnösön
Dr. Fulzele és munkatársai elmagyarázzák a csontképződés folyamatát - amely a mezenhimális őssejtekkel kezdődik. Ezek olyan őssejtek, amelyek megtalálhatók a csontvelőnkben, és tovább formálódhatnak porcként, csontként vagy a csontvelőben lévő zsírként.
Az egyik tényező, amely befolyásolja e sejtek képződését, végül egy szignálmolekula, az úgynevezett sztrómasejtből származó faktor (SDF-1).
Ugyanezen csoport korábbi kutatása megmutatta, hogy az SDF-1 mennyire fontos a mesenchymális őssejtek differenciálódásában a csontok egészsége szempontjából kulcsfontosságú sejtekké.
A kutatók által végzett in vitro és in vivo vizsgálatok egyaránt megmutatták ennek a jelző molekulának a csontképződésben betöltött kulcsszerepét. Az SDF-1 fontos a csontjavítás szempontjából is, és megvédi a csontsejteket az oxidatív stressztől, ami a szervezetben a szabad gyökök és az antioxidánsok közötti egyensúlyhiány, amely végül DNS-károsodáshoz és betegséghez vezet.
Korábbi vizsgálatok azt is kimutatták, hogy az SDF-1 szint csökken az öregedő egerekben; így ebben a tanulmányban Dr. Fulzele és csapata pontosan meg akarta érteni, hogyan szabályozzák ennek a molekulának a szintjét.
Néhány korábbi kutatásában Dr. Fulzele kimutatta, hogy a mikroRNS-141-3p nevű kis molekula megakadályozza, hogy a C-vitamin, a legfontosabb antioxidáns, eljusson csontsejtjeinkbe.
A csapat már tudta, hogy a molekula megakadályozhatja a mezenhimális őssejtek differenciálódását más sejtekké, valamint azt a tényt, hogy a mikroRNS-141-3p az életkor előrehaladtával növekszik. Tehát Dr. Fulzele és csapata feltételezte, hogy a mikroRNS-141-3p csökkenti az SDF-1 értéket, és ez az egyik fő módja annak, hogy ez a kis molekula megállítsa az egészséges csontképződést.
A normális csontfunkció helyreállítása az életkor ellenére
Ennek tesztelésére Dr. Fulzele és munkatársai mind az emberek, mind az egerek mesenchymális sejtjeit elemezték. Fiatal sejtekben azt találták, hogy a mikroRNS-141-3p szintje alacsony volt. Azonban a régi sejtekben ennek a molekulának a szintje megháromszorozódott. Az ellenkezője igaz volt az SDF-1 szintekre.
Ezután a kutatók mikroRNS-141-3p-t injektáltak a mesenchymális őssejtekbe, amelyeket 18–40 éves felnőttektől, valamint 60–85 éves idősektől nyertek, akiket ortopédiai műtéten estek át.
A mikroRNS-141-3p injekciója az SDF-1 szintet zuhanásgá tette, és az őssejtek több zsírt termeltek a csontsejtek helyett. Az életkor előrehaladtával magyarázza el a kutatók, hogy a csontsejtek helyett a zsírsejtek készítése könnyebbé válik.
Ezenkívül a csapat mikroRNS-141-3p-t adott a csontsejtekhez, ami rontotta a csontfunkciót. A mikroRNS-141-3p inhibitor alkalmazása azonban javította a csontfunkciókat.
Az eredmények - magyarázza Dr. Fulzele - azt sugallják, hogy egy napon a mikroRNS-141-3p gátló alkalmazása segíthet az őssejteknek a csontsejtekké történő differenciálódásában az életkor és az olyan állapotok ellenére, mint az osteoporosis.
Az inhibitor - állítja Dr. Fulzele - „normalizálja a csontműködést. Úgy gondoljuk, hogy [egy] klinikai szintű inhibitor segíthet abban, hogy ugyanezt tegyük az embereknél. "
"Ha 20 éves vagy, és remek csontot termelsz" - teszi hozzá -, akkor is a mikro-RNS-141-3p lenne a mezenhimális őssejtekben. De amikor 81 éves vagy és gyengébb csontot csinálsz, sokkal több van belőled. "
"Valahogy azt az édes helyet akarja" - magyarázza a társszerző tanulmány szerzője, Dr. William D. Hill, az Augusta Egyetem őssejtkutatója. A kutatók azt állítják, hogy eredményeiket preklinikai modellekbe tervezik átültetni, ahol módot akarnak találni a mikroRNS-141-3p és az SDF-1 egészséges szintjének helyreállítására.
„Azt próbáljuk visszahívni, ahonnan a [mikroRNS-141-3p] túlzottan expresszálódik olyan tényezők miatt, mint az öregedés, az oxidatív stressz és az ösztrogén elnyomása, és visszahozza azt a tartományba, amely hatékonyan lehetővé tenné a normálisabb normálist. csontképződés. ”
Dr. William D. Hill
"Számos olyan mikroRNS-t azonosítottunk, amelyek öregedéssel megváltoznak a csontvelő őssejtjeiben, és mindegyiket követjük, hogy megértsük, hogyan működnek" - teszi hozzá Dr. Hill.
„Kezdjük inkább a biológiai rendszerek megközelítését alkalmazni, [amellyel nem csak egy célmolekulát változtatunk meg, hanem azt is megvizsgáljuk, hogyan változik ez a molekulahálózat az életkor vagy a betegség függvényében, és hogyan érhetjük el és […] visszaállíthatjuk ezeket a különböző utakat. ”
