Σε μια απροσδόκητη ανακάλυψη, οι ερευνητές της UCLA έχουν βρει ότι ένα γονίδιο που προηγουμένως ήταν γνωστό ότι ελέγχει τον ανθρώπινο μεταβολισμό ελέγχει επίσης την ισορροπία των οστών και του λίπους στο μυελό των οστών καθώς επίσης και το πώς ένα ενήλικο βλαστικό κύτταρο εκφράζει τον τελικό τύπο κυττάρων. Τα ευρήματα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε καλύτερη κατανόηση της διαταραχής της αναλογίας οστών προς λίπος στο μυελό των οστών καθώς και των επιπτώσεών τους στην υγεία και επίσης να επισημάνουν το γονίδιο ως έναν ελπιδοφόρο θεραπευτικό στόχο στη θεραπεία της οστεοπόρωσης και της γήρανσης του σκελετού.

Μέχρι τώρα, το γονίδιο PGC-1α, ένας ενεργοποιητής γονιδίου, γνώριζε κυρίως ότι ρυθμίζει αντιδράσεις που μετατρέπουν και διατηρούν ενέργεια για ανθρώπινα κύτταρα. Η μελέτη -που οδήγησε ο Δρ Cun-Yu Wang, πρόεδρος και καθηγητής στοματικής βιολογίας και ιατρικής, και ο Δρ. Bo Yu, επίκουρος καθηγητής αποκατάστασης οδοντιατρικής, και από την Οδοντιατρική Σχολή του UCLA – έδειξε ότι το PGC-1α μπορεί αν βλαστικά κύτταρα μετατρέπονται σε κύτταρα λίπους ή του μυελού των οστών κύτταρα και με τη σειρά του ελέγχει την οστική -να-λίπους ισορροπία στο μυελό των οστών. Η έρευνα δημοσιεύεται στο περιοδικό Cell Stem Cell .

Ο ιστός μυελού των οστών αποτελείται από κύτταρα αίματος, λιπώδη ιστό μυελού (ή λίπος) και υποστηρικτικά στρωματικά κύτταρα (κύτταρα συνδετικού ιστού οποιουδήποτε οργάνου). Για χρόνια, οι κλινικοί γιατροί έχουν παρατηρήσει μια αντίστροφη σχέση μεταξύ της οστικής μάζας και των λιπωδών κυττάρων στο μυελό των οστών σε διάφορες ιατρικές καταστάσεις. Η αύξηση του λίπους μυελού συχνά συνοδεύεται από μείωση της οστικής μάζας κατά τη γήρανση, καθώς και από οστεοπόρωση και άλλες μεταβολικές διαταραχές.

Οι οστεοβλάστες ή τα κύτταρα που σχηματίζουν οστά και τα λιποκύτταρα ή τα κύτταρα που σχηματίζουν λίπος προέρχονται από μια κοινή ομάδα μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων , τα οποία είναι στρωματικά κύτταρα που μπορούν να γίνουν πολλοί διαφορετικοί τύποι κυττάρων. Αυτή η σύνθεση υποδηλώνει μια ανταλλαγή μεταξύ των δύο τύπων κυττάρων και μια ανωμαλία στον τρόπο με τον οποίο ένα κύτταρο εκφράζει τον τελικό τύπο του μεσεγχυματικού βλαστικού κυττάρου στη γήρανση του σκελετού και την οστεοπόρωση. Η μοριακή βάση αυτού του φαινομένου είναι ελάχιστα κατανοητή. Περαιτέρω μελέτη και κατανόηση της αντίστροφης σχέσης απώλειας οστού με σχηματισμό λίπους μπορεί να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για αυτές τις καταστάσεις.

Οι Wang και Yu παρατήρησαν τόσο στον ανθρώπινο μυελό όσο και στον μυελό των οστών ότι η έκφραση του γονιδίου PGC-1α μειώθηκε δραματικά με την προχωρημένη ηλικία. Οι ερευνητές αρχικά ήθελαν να κατανοήσουν καλύτερα τον ρόλο αυτού του γονιδίου στην προκαλούμενη από την ηλικία απώλεια οστικής μάζας. Το ζεύγος ξεκίνησε τη μελέτη τους δημιουργώντας ένα μοντέλο ποντικού που είχε απομακρύνει τις πρωτεΐνες PGC-1α από τα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα. Βρήκαν κάτι απροσδόκητο όταν αυτά τα ποντίκια υποβλήθηκαν σε μια διαδικασία που υποκίνησε την οστεοπόρωση – υπήρξε μια σημαντική αύξηση στο λίπος μυελού μαζί με την αναμενόμενη μείωση της οστικής μάζας.

«Αυτό που βρήκαμε ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα, δεδομένου ότι το PGC-1α έχει συνδεθεί μόνο με το μεταβολισμό αλλά όχι με τα βλαστοκύτταρα των ενηλίκων», δήλωσε ο Wang, ο οποίος είναι επίσης ο ομότιμος σχολής οδοντιατρικής σχολής για μεταπτυχιακές σπουδές. «Αυτή η αποκάλυψη υποδηλώνει ότι το PGC-1α θα μπορούσε να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο τα βλαστοκύτταρα διαφοροποιούνται στα οστά και όχι στα λιποκύτταρα και θα μπορούσε επίσης να οδηγήσει σε νέα θεραπευτικά μέσα στην οστεοπόρωση».

Για να ελέγξουν τα ευρήματά τους, δημιούργησαν ένα μοντέλο ποντικού στο οποίο αυξήθηκε η έκφραση του γονιδίου PGC-1α. Αυτό που συνέβη ήταν το αντίθετο από αυτό που συνέβη με το πρώτο τους μοντέλο – υπήρξε επιβράδυνση στην απώλεια οστικής μάζας και μείωση του λίπους μυελού των οστών, γεγονός που υποδηλώνει ότι το PGC-1α μπορεί να διαδραματίσει προστατευτικό ρόλο στη διατήρηση της ισορροπίας μεταξύ οστών και λίπους.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι το PGC-1α ενεργοποίησε άμεσα την έκφραση του TAZ, ενός κύριου ρυθμιστή που αναφέρθηκε στο παρελθόν για την προώθηση του σχηματισμού οστών ενώ αναστέλλει τη διαφοροποίηση των κυττάρων των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων . «Θα μπορούσατε να συγκρίνετε το PGC-1α με έναν ποταμό που τρέφει ή διατηρεί την οστική μάζα καθώς περνάει μέσα από το τοπίο του μυελού», δήλωσε ο Yu. «Ο ποταμός γίνεται ξηρός καθώς γερνάμε, προκαλώντας περισσότερα κύτταρα λίπους να σχηματίσουν σε βάρος των οστών.»

Η φυσική άσκηση έχει βρεθεί ότι επάγει έκφραση PGC-1α. Η μελέτη αυτή υποδηλώνει επίσης ότι η τακτική σωματική άσκηση μπορεί να συμβάλει στη διατήρηση της υγείας των οστών και στην πρόληψη της γήρανσης του σκελετικού, καθώς και να προσφέρει άλλα οφέλη για την υγεία.

Πηγή: HealthWeb