Кључни молекул објашњава зашто кости слабе с годинама
Прво истраживање ове врсте открива да се старењем нивои одређеног молекула повећавају, што утишава други молекул који ствара здраву кост. Такође сугерише да исправљање ове неравнотеже може побољшати здравље костију, можда нудећи нове путеве за лечење остеопорозе.
Остеопороза погађа око 200 милиона жена широм света.
Сматра се да свака трећа жена и сваки пети мушкарац старости 50 и више година током свог живота доживе фрактуру кости као резултат остеопорозе.
Процјене у Сједињеним Државама показују да 44 милиона људи старијих од 50 година живи са тим стањем, што га чини главним јавноздравственим проблемом.
Ново истраживање приближава нас разумевању процеса који доводи до деградације костију у остеопорози и потенцијалним новим начинима на које се стање може решити.
Налази објашњавају кључну молекуларну динамику која објашњава прогресивну крхкост наших костију како старимо.
Др Садананд Фулзеле, коштани биолог који ради на Одељењу за ортопедску хирургију Универзитета Аугуста у Џорџији, ко-дописни је истраживач и последњи аутор новог рада који је објављен у Часопис за геронтологију: биолошке науке.
Увећавање малог молекуларног кривца
Доктор Фулзеле и колеге објашњавају процес формирања костију - који започиње мезенхимским матичним ћелијама. То су матичне ћелије које се могу наћи у нашој коштаној сржи и које могу настати као хрскавица, кост или маст у коштаној сржи.
Један од фактора који утиче на формирање ових ћелија на крају је сигнални молекул назван фактор стромалних ћелија (СДФ-1).
Претходна истраживања истог тима показала су колико је СДФ-1 важан за диференцијацију мезенхимских матичних ћелија у различите ћелије кључне за здравље костију.
И ин витро и ин виво студије које су спровели истраживачи показале су кључну улогу овог сигналног молекула за стварање костију. СДФ-1 је такође важан за поправку костију и штити ћелије костију од оксидативног стреса, што је неравнотежа између слободних радикала и антиоксиданата у телу која на крају доводи до оштећења ДНК и болести.
Такође, претходне студије су показале да ниво СДФ-1 опада код старијих мишева; па су у овој студији др Фулзеле и тим желели да тачно разумеју како се регулишу нивои овог молекула.
У неким од својих бивших истраживања, др Фулзеле је показао да мали молекул зван микроРНА-141-3п спречава витамин Ц, кључни антиоксиданс, да дође до наших коштаних ћелија.
Тим је већ знао да молекул може спречити диференцијацију мезенхимских матичних ћелија у друге ћелије, као и чињеницу да се микроРНА-141-3п повећава са годинама. Дакле, др Фулзеле и његов тим претпоставили су да микроРНА-141-3п снижава СДФ-1 и да је ово један од главних начина на који овај мали молекул зауставља стварање здравих костију.
Враћање нормалне функције костију упркос старости
Да би то тестирали, др Фулзеле и колеге анализирали су мезенхимске ћелије и људи и мишева. У младим ћелијама су открили да су нивои микроРНА-141-3п били ниски. Међутим, у старим ћелијама ниво овог молекула се утростручио. Супротно је било за нивое СДФ-1.
Затим су истраживачи убризгали микроРНА-141-3п у мезенхимске матичне ћелије добијене од одраслих особа старих 18–40 година, као и од старијих особа старости 60–85 година које су биле подвргнуте ортопедској операцији.
Убризгавањем микроРНА-141-3п ниво СДФ-1 је нагло опао и узроковао да матичне ћелије производе више масти уместо коштаних ћелија. С годинама, објашњавају истраживачи, стварање масних ћелија уместо коштаних ћелија постаје лакше.
Такође, тим је додао ћелијама костију микроРНА-141-3п, што је погоршало функцију костију. Међутим, применом инхибитора микроРНА-141-3п побољшана је функција костију.
Налази, објашњава др Фулзеле, сугеришу да би једног дана употреба инхибитора микроРНА-141-3п могла да помогне матичним ћелијама да наставе да се диференцирају у коштане ћелије упркос старости и условима као што је остеопороза.
Инхибитор, наводи др. Фулзеле, „нормализује функцију костију. Мислимо да [ин] инхибитор клиничког степена може да нам помогне да учинимо исто код људи. “
„Ако имате 20 година и правите сјајне кости“, додаје он, „и даље бисте имали микроРНА-141-3п у својим мезенхимским матичним ћелијама. Али када имаш 81 годину и правиш слабију кост, имаш је пуно више. “
„Ви то желите некако на том слатком месту“, објашњава аутор коодговарајуће студије др Виллиам Д. Хилл, истраживач матичних ћелија са Универзитета Аугуста. Истраживачи кажу да планирају да своја открића пребаце у претклиничке моделе, где желе да пронађу начине за обнављање здравих нивоа микроРНА-141-3п и СДФ-1.
„Оно што покушавамо је да га вратимо назад одакле је [микроРНА-141-3п] преекспресована због фактора попут старења и оксидативног стреса и сузбијања естрогена, и вратимо у опсег који би ефикасно омогућио нормалније формирање костију “.
Др Виллиам Д. Хилл
„Идентификовали смо бројне микроРНК које се старењем мењају у матичним ћелијама коштане сржи и идемо после сваке од њих да бисмо разумели како раде“, додаје др. Хилл.
„Почињемо да примењујемо више приступ биолошким системима, [при чему] не само да мењамо један циљни молекул, већ гледамо како се та мрежа молекула мења са годинама или болестима и како можемо да дохватимо и [...] ресетујемо ови различити путеви “.
