Новое открытие об остеопорозе предлагает потенциальную цель лечения этой болезни хрупкости костей и потери костной массы от ревматоидного артрита.
Выводы исследователей Медицинской школы Университета Вирджинии и их сотрудников помогают объяснить, почему специализированные костные клетки, называемые "остеокласты," начинают разрушать больше костей, чем заменяет тело. Благодаря дополнительным исследованиям, однажды ученые смогут выявить эту первопричину, чтобы предотвратить или лечить потерю костной массы.
Это открытие также предлагает ответ на вопрос, почему некоторые предыдущие попытки разработать методы лечения остеопороза дали неутешительные результаты.
"Деградация костей и последующее восстановление тонко настраиваются за счет сложных взаимодействий между клетками, разрушающими кость – остеокластами – и теми, которые производят новый костный матрикс. Поэтому простое удаление остеокластов не всегда является лучшим методом лечения патологической потери костной массы. Вместо этого мы обнаружили в остеокластах «сигнальный узел», который регулирует их функцию по разрушению кости, но не снижает количество остеокластов," сказал исследователь Санья Аранджелович из Медицинского отдела UVA и Центра иммунологии Картера UVA.
Исследователь Коди Равичандран, председатель отдела микробиологии, иммунологии и биологии рака UVA и директор Центра очищения клеток UVA, отметила, что результаты могут быть полезны для усилий по разработке более эффективных методов лечения остеопороза: "в этом исследовании," он сказал, "мы определили ранее недооцененные факторы, которые способствуют функции остеокластов, которые действительно интересны и открывают новые возможности для достижения."
Понимание потери костной массы
Остеопороз поражает более 200 миллионов человек во всем мире и вызывает переломы костей у каждой третьей женщины и каждого пятого мужчины старше 50 лет. Потеря костной массы также наблюдается при ревматоидном артрите, болезненном воспалительном состоянии, которым страдает до 1% людей, в том числе более 1 человека.3 миллиона американцев.
Ученые хотят понять, что вызывает эту потерю костной массы, и разработать новые способы ее лечения и предотвращения. Аранджелович, Равичандран и их сотрудники обнаружили важный фактор, клеточный белок под названием ELMO1. Они обнаружили, что этот белок способствует активности остеокластов, удаляющих кости. Хотя остеокласты могут показаться "плохие ребята" поскольку они удаляют кость, они имеют решающее значение для здоровья костей, так как обычно они удаляют ровно столько, чтобы стимулировать рост новых костей. Проблема возникает, когда остеокласты становятся слишком агрессивными и удаляют больше кости, чем делает организм. Затем страдает плотность костей, и кости слабеют.
Исследователи говорят, что на чрезмерную деградацию костей, вероятно, влияют генетические факторы. Они отмечают, что многие из генов и белков, связанных с ELMO1, ранее были связаны с заболеваниями костей и функцией остеокластов.
Лечение остеопороза и ревматоидного артрита
Обнадеживает то, что исследователи смогли предотвратить потерю костной массы у лабораторных мышей, заблокировав ELMO1, в том числе в двух разных моделях ревматоидного артрита. Это говорит о том, что врачи могут нацеливать белок на людей как способ лечения или предотвращения потери костной массы, вызванной остеопорозом и ревматоидным артритом, говорят исследователи.
Они отмечают, что предыдущие попытки лечения остеопороза путем нацеливания на остеокласты имели лишь переменный успех, и они предлагают возможное объяснение того, почему: остеокласты не только удаляют кость, но и играют роль в вызове других клеток для замены кости. Таким образом, нацеливание на ELMO1 может быть лучшим вариантом, чем просто война с остеокластами.
"Мы использовали пептид для нацеливания на активность ELMO1 и смогли ингибировать деградацию костного матрикса в культивируемых остеокластах, не влияя на их количество," Равичандран сказал. "Мы надеемся, что эти новые регуляторы остеокластов, выявленные в нашем исследовании, могут быть использованы в будущем для лечения состояний чрезмерной потери костной массы, таких как остеопороз и артрит."
Исследователи опубликовали свои выводы в научном журнале Nature Communications. Исследовательская группа состояла из Аранджеловича, Джастина С.А. Перри, Мин Чжоу, Адам Серой, Игорь Смирнов, Скотт Ф. Прогулка, Лаура S. Шанкман, Изабель Камбре, Суна Оненгут-Гумуску, Дирк Элеваут, Томас П. Конрадс и Равичандран.