Molécula chave explica por que ossos enfraquecem com a idade
Um estudo inédito revela que, à medida que envelhecemos, aumentam os níveis de uma determinada molécula, que silencia outra molécula que cria ossos saudáveis. Também sugere que a correção desse desequilíbrio pode melhorar a saúde óssea, possivelmente oferecendo novos caminhos para o tratamento da osteoporose.
A osteoporose afeta cerca de 200 milhões de mulheres em todo o mundo.
Pensa-se que uma em cada três mulheres e um em cada cinco homens com 50 anos ou mais sofram uma fratura óssea durante a vida como resultado da osteoporose.
Nos Estados Unidos, as estimativas indicam que 44 milhões de pessoas com mais de 50 anos convivem com a doença, tornando-a um grande problema de saúde pública.
Novas pesquisas nos aproximam da compreensão do processo que leva à degradação óssea na osteoporose e às possíveis novas maneiras pelas quais a condição pode ser combatida.
As descobertas explicam uma dinâmica molecular essencial que explica a fragilidade progressiva de nossos ossos à medida que envelhecemos.
O Dr. Sadanand Fulzele, um biólogo ósseo que trabalha no Departamento de Cirurgia Ortopédica da Universidade Augusta, na Geórgia, é um pesquisador co-correspondente e o último autor do novo artigo, publicado no Jornal de Gerontologia: Ciências Biológicas.
Dr. Fulzele e colegas explicam o processo de formação óssea – que começa com células-tronco mesenquimais. Estas são células-tronco que podem ser encontradas em nossa medula óssea e que podem se formar como cartilagem, osso ou gordura na medula óssea.
Um dos fatores que influenciam a forma que essas células acabam assumindo é uma molécula de sinalização chamada fator derivado de células estromais (SDF-1).
Pesquisas anteriores da mesma equipe haviam demonstrado a importância do SDF-1 para a diferenciação de células-tronco mesenquimais em diferentes células cruciais para a saúde óssea.
Estudos in vitro e in vivo conduzidos pelos pesquisadores mostraram o papel principal dessa molécula de sinalização na formação óssea. O SDF-1 também é importante para o reparo ósseo e protege as células ósseas do estresse oxidativo, que é o desequilíbrio entre os radicais livres e os antioxidantes no corpo que eventualmente leva a danos e doenças no DNA.
Além disso, estudos anteriores demonstraram que os níveis de SDF-1 diminuem no envelhecimento de camundongos; então, neste estudo, o Dr. Fulzele e sua equipe queriam entender com precisão como os níveis dessa molécula são regulados.
Em algumas de suas pesquisas anteriores, o Dr. Fulzele havia mostrado que uma pequena molécula chamada microRNA-141-3p impede a vitamina C, um antioxidante essencial, de atingir nossas células ósseas.
A equipe já sabia que a molécula pode impedir que as células-tronco mesenquimais se diferenciem em outras células, bem como o fato de que o microRNA-141-3p aumenta com a idade. Assim, o Dr. Fulzele e sua equipe levantaram a hipótese de que o microRNA-141-3p reduz o SDF-1 e que essa é uma das principais maneiras pelas quais essa molécula pequena interrompe a formação óssea saudável.
Para testar isso, Dr. Fulzele e colegas analisaram células mesenquimais de humanos e camundongos. Em células jovens, eles descobriram que os níveis de microRNA-141-3p eram baixos. No entanto, nas células antigas, os níveis dessa molécula triplicaram. O oposto foi verdadeiro para os níveis de SDF-1.
Em seguida, os pesquisadores injetaram o microRNA-141-3p em células-tronco mesenquimais obtidas de adultos com idades entre 18 e 40 anos, bem como de idosos com idades entre 60 e 85 anos submetidos a cirurgia ortopédica.
A injeção de microRNA-141-3p fez os níveis de SDF-1 despencarem e fez com que as células-tronco produzissem mais gordura em vez de células ósseas. Com a idade, explicam os pesquisadores, tornar as células de gordura em vez das células ósseas se torna mais fácil.
Além disso, a equipe adicionou microRNA-141-3p às células ósseas, o que piorou a função óssea. No entanto, a aplicação de um inibidor de microRNA-141-3p melhorou a função óssea.
As descobertas, explica o Dr. Fulzele, sugerem que um dia o uso de um inibidor de microRNA-141-3p poderia ajudar as células-tronco a continuar se diferenciando em células ósseas, apesar da idade e de condições como a osteoporose.
O inibidor, afirma o Dr. Fulzele, “normaliza a função óssea. Nós pensamos [a] inibidor de grau clínico pode nos ajudar a fazer o mesmo nas pessoas. ”
“Se você tem 20 anos e está produzindo bons ossos”, ele acrescenta, “ainda teria o microRNA-141-3p em suas células-tronco mesenquimais. Mas quando você tem 81 anos e faz ossos fracos, tem muito mais. ”
“Você quer que isso aconteça nesse ponto ideal”, explica o autor do estudo, co-correspondente, Dr. William D. Hill, pesquisador de células-tronco da Universidade Augusta. Os pesquisadores dizem que planejam mudar suas descobertas para modelos pré-clínicos, onde desejam encontrar maneiras de restaurar níveis saudáveis de microRNA-141-3p e SDF-1.
“O que estamos tentando fazer é ligar de volta para onde [microRNA-141-3p is] ser superexpressado devido a fatores como envelhecimento e oxidação estresse e supressão do estrogênio e trazê-lo de volta a uma faixa que permitiria efetivamente uma formação óssea mais normal. ”
Dr. William D. Hill
“Identificamos vários microRNAs que mudam nas células-tronco da medula óssea com o envelhecimento e estamos buscando cada uma delas para entender como elas estão funcionando”, acrescenta Hill.
“Estamos começando a adotar mais uma abordagem de sistemas biológicos, [whereby we are] não apenas mudando uma molécula alvo, mas olhando como essa rede de moléculas é alterada com a idade ou doença e como podemos alcançar e […] redefinir esses caminhos diferentes. ”
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