Doporučená, 2019

Redakce Choice

Psychoneuroimmunology: smát se a být v pořádku
Jak udělat kefir zdravější pomocí zvuku
Ukazatele v mikrobiomu kojenců poukazují na budoucí alergie a astma

Klíčová molekula vysvětluje, proč kosti s věkem oslabují

Studie prvního druhu ukazuje, že jak stárneme, úroveň určité molekuly se zvyšuje, což umlčí další molekulu, která vytváří zdravou kost. Rovněž naznačuje, že korekce této nerovnováhy může zlepšit zdraví kostí, což může nabídnout nové cesty léčby osteoporózy.


Zvláště vysoké riziko osteoporózy představují starší ženy.

Osteoporóza postihuje přibližně 200 milionů žen na celém světě.

U jedné ze 3 žen a 1 z 5 mužů ve věku 50 let a starších se předpokládá, že v průběhu života způsobí zlomeninu kosti v důsledku osteoporózy.

Ve Spojených státech, odhady ukazují, že 44 milionů lidí nad 50 let žije s podmínkou, což je hlavní problém veřejného zdraví.

Nový výzkum nás přibližuje k pochopení procesu, který vede k degradaci kostí při osteoporóze ak možným novým způsobům, jakými lze tento stav řešit.

Zjištění vysvětlují klíčovou molekulární dynamiku, která představuje progresivní křehkost našich kostí, jak stárneme.

Dr. Sadanand Fulzele, biolog v kostech, který pracuje na katedře ortopedické chirurgie na univerzitě Augusta v Gruzii, je spoluřešitelem a posledním autorem nového článku, který byl publikován Žurnál gerontologie: Biologické vědy.

Zvětšení na malém molekulárním viníku

Dr. Fulzele a kolegové vysvětlují proces tvorby kostí, který začíná u mesenchymálních kmenových buněk. Jedná se o kmenové buňky, které lze nalézt v naší kostní dřeni a které mohou pokračovat ve formě chrupavky, kosti nebo tuku v kostní dřeni.

Jedním z faktorů, které nakonec ovlivňují formu těchto buněk, je signální molekula nazývaná faktor odvozený od stromálních buněk (SDF-1).

Předchozí výzkum téhož týmu ukázal, jak důležitý je SDF-1 pro diferenciaci mezenchymálních kmenových buněk do různých buněk, které jsou klíčové pro zdraví kostí.

Studie in vitro i in vivo provedené výzkumnými pracovníky ukázaly klíčovou úlohu této signální molekuly pro tvorbu kostí. SDF-1 je také důležitý pro obnovu kostí a chrání kostní buňky před oxidačním stresem, což je nerovnováha mezi volnými radikály a antioxidanty v těle, která nakonec vede k poškození DNA a onemocnění.

Také předchozí studie prokázaly, že hladiny SDF-1 klesají u stárnoucích myší; tak, v této studii, Dr. Fulzele a tým chtěli přesně pochopit, jak jsou hladiny této molekuly regulovány.

V některých z jeho dřívějších výzkumů Dr. Fulzele ukázal, že malá molekula nazývaná microRNA-141-3p zastavuje vitamín C, klíčový antioxidant, v dosažení našich kostních buněk.

Tým již věděl, že molekula může zastavit diferenciaci mesenchymálních kmenových buněk do jiných buněk, stejně jako skutečnost, že mikroRNA-141-3p se s věkem zvyšuje. Dr. Fulzele a tým předpokládali, že microRNA-141-3p snižuje SDF-1 a že je to jeden z hlavních způsobů, jak tato malá molekula zastaví zdravou tvorbu kostí.

Obnovení normální funkce kostí navzdory věku

Aby to bylo možné otestovat, Dr. Fulzele a jeho kolegové analyzovali mesenchymální buňky jak u lidí, tak u myší. V mladých buňkách zjistili, že hladiny mikroRNA-141-3p byly nízké. Ve starých buňkách se však hladiny této molekuly ztrojnásobily. Opak byl pravdou pro úrovně SDF-1.

Pak vědci injektovali mikroRNA-141-3p do mezenchymálních kmenových buněk získaných od dospělých ve věku 18–40 let, stejně jako od seniorů ve věku 60–85 let, kteří podstoupili ortopedickou operaci.

Injekce mikroRNA-141-3p způsobila, že hladiny SDF-1 klesly a způsobily, že kmenové buňky vytvořily více tuku místo kostních buněk. S věkem, vysvětlit vědci, takže tukové buňky spíše než kostní buňky se stává jednodušší.

Tým také přidal microRNA-141-3p do kostních buněk, což zhoršilo funkci kostí. Použití inhibitoru microRNA-141-3p však zlepšilo funkci kostí.

Zjištění, vysvětluje Dr. Fulzele, naznačují, že jeden den by použití inhibitoru microRNA-141-3p mohlo pomoci kmenovým buňkám pokračovat v diferenciaci na kostní buňky navzdory věku a stavům, jako je osteoporóza.

Inhibitor, uvádí Dr. Fulzele, "normalizuje funkci kostí. Myslíme si, že [a] inhibitor klinického stupně nám může pomoci udělat totéž u lidí."

"Pokud máte 20 let a děláte velké kosti," dodává, "stále byste měli ve svých mezenchymálních kmenových buňkách mikroRNA-141-3p. Ale když máte 81 a děláte slabší kosti, máte o to více. "

„Chcete, aby to bylo v tomhle sladkém místě,“ vysvětluje spolupracující autor studie Dr. William D. Hill, výzkumník kmenových buněk z univerzity Augusta. Vědci říkají, že plánují přesunout své poznatky do preklinických modelů, kde chtějí najít způsoby, jak obnovit zdravé hladiny mikroRNA-141-3p a SDF-1.

"To, co se snažíme udělat, je vytočit ji zpět z místa, kde je [microRNA-141-3p] nadměrně exprimována kvůli faktorům, jako je stárnutí a oxidace stres a potlačení estrogenu a přivést ho zpět do rozsahu, který by účinně umožňoval více normální tvorbu kostí.

Dr. William D. Hill

"Identifikovali jsme řadu mikroRNA, které se mění v kmenových buňkách kostní dřeně se stárnutím a my jdeme po každém z nich, abychom pochopili, jak fungují," dodává Dr. Hill.

"Začínáme brát více biologických systémů, [přičemž jsme] nejen mění jednu cílovou molekulu, ale díváme se na to, jak se tato síť molekul mění s věkem nebo nemocí a jak se můžeme dostat dovnitř a [... ] resetovat tyto různé cesty. "

Populární Kategorie

Top