Хроничне болести костију и зглобова: Научници објашњавају

Хроничне болести костију и зглобова: Научници објашњавају
кост

Научници објашњавају улогу одређеног протеина у стварању ћелија критичних за одржавање костију

Хроничне болести костију и зглобова, као што су остеопороза и реуматоидни артритис, погађају милионе људи широм света, посебно старије, деградирајући њихов квалитет живота. Важан фактор у обе ове болести је прекомерна активност ћелија које растварају кости званих остеокласти. Остеокласти се формирају кроз диференцијацију од одређене врсте имуних ћелија зване макрофаги, након чега добијају своју нову улогу у одржавању костију и зглобова: разбијање коштаног ткива да би се омогућило остеобластима — другој врсти ћелија — да поправе и ремоделирају скелетни систем. .

Уопштено говорећи, два унутарћелијска процеса су укључена у ову диференцијацију: прво, транскрипција — у којој се РНК (мРНА) ствара од генетских информација у ДНК — а затим, транслација — у којој се информације у иРНК декодирају да би произвеле протеине који обављају специфичне функције у ћелији. Од открића улоге одређеног протеина званог РАНКЛ у формирању остеокласта, научници су решили значајан део слагалице чији сигнални путеви ћелије и мреже транскрипције регулишу стварање остеокласта. Ипак, остаје да се разумеју ћелијски процеси након транскрипције.

Сада, у новој студији објављеној у Биоцхемицал анд Биопхисицал Ресеарцх Цоммуницатионс, научници са Универзитета науке у Токију, Јапан, открили су улогу протеина званог Цпеб4 у овом сложеном процесу. Цпеб4 је део породице протеина „везујући елемент цитоплазматске полиаденилације (ЦПЕБ)“, који се везују за РНК и регулишу транслациону активацију и репресију, као и механизме „алтернативног спајања“ који производе варијанте протеина. Др Тадајоши Хајата, који је водио студију, објашњава: „ЦПЕБ протеини су укључени у различите биолошке процесе и болести, као што су аутизам, рак и диференцијација црвених крвних зрнаца. Међутим, њихове функције у диференцијацији остеокласта нису јасно познате. Због тога смо спровели низ експеримената да карактеришемо протеин из ове породице, Цпеб4, користећи ћелијске културе мишјих макрофага.

У различитим спроведеним експериментима са ћелијском културом, мишји макрофаги су стимулисани са РАНКЛ да би се покренула диференцијација остеокласта и праћена је еволуција културе. Прво, научници су открили да се експресија гена Цпеб4, а самим тим и количина Цпеб4 протеина, повећава током диференцијације остеокласта. Затим су, путем имунофлуоресцентне микроскопије, визуелизовали промене у локацији Цпеб4 унутар ћелија. Открили су да се Цпеб4 креће из цитоплазме у језгра, док представља специфичне облике (остеокласти имају тенденцију да се спајају и формирају ћелије са више језгара). Ово указује да се функција Цпеб4 повезана са диференцијацијом остеокласта вероватно обавља унутар језгара.

Да би разумели како РАНКЛ стимулација изазива ову релокализацију Цпеб4, научници су селективно „инхибирали“ или потиснули неке од протеина који постају укључени „низводно“ у интрацелуларне сигналне путеве изазване стимулацијом. Идентификовали су два пута неопходна за процес. Без обзира на то, биће потребни даљи експерименти да би се у потпуности сазнао о редоследу догађаја који се дешавају и о свим укљученим протеинима.

Коначно, др Хаиата и његов тим су показали да је Цпеб4 апсолутно неопходан за формирање остеокласта користећи културе макрофага у којима је Цпеб4 био активно исцрпљен. Ћелије у овим културама нису биле подвргнуте даљој диференцијацији да би постале остеокласти.

Узети заједно, резултати су одскочна даска за разумевање ћелијских механизама укључених у формирање остеокласта. Др Хајата примећује: „Наша студија баца светло на важну улогу протеина Цпеб4 који везује РНК као позитивног „утицаја“ на диференцијацију остеокласта. Ово нам даје боље разумевање патолошких стања болести костију и зглобова и може допринети развоју терапијских стратегија за главне болести попут остеопорозе и реуматоидног артритиса. Надамо се да ће дубљи ниво разумевања генерације остеокласта који је омогућен овом студијом на крају довести до побољшања квалитета живота људи који живе са болним болестима костију и зглобова.

О Универзитету науке у Токију
Универзитет науке у Токију (ТУС) је познати и цењени универзитет и највећи приватни истраживачки универзитет специјализован за науку у Јапану, са четири кампуса у централном Токију и његовим предграђима и на Хокаиду. Основан 1881. године, универзитет је континуирано доприносио развоју Јапана у науци гајећи љубав према науци истраживачима, техничарима и наставницима.
Са мисијом „Стварање науке и технологије за складан развој природе, људи и друштва“, ТУС је предузео широки спектар истраживања од основне до примењене науке. ТУС је прихватио мултидисциплинарни приступ истраживању и предузео интензивне студије у неким од најважнијих данашњих области. ТУС је меритократија у којој се препознаје и негује оно најбоље у науци. То је једини приватни универзитет у Јапану који је изнедрио добитника Нобелове награде и једини приватни универзитет у Азији који је произвео добитнике Нобелове награде у пољу природних наука.

О ванредном професору Тадајоши Хајати са Универзитета науке у Токију
Од 2018. др Тадајоши Хајата је ванредни професор и главни истраживач на Одељењу за молекуларну фармакологију Факултета фармацеутских наука на Универзитету науке у Токију. Његова лабораторија се фокусира на метаболизам костију, ћелијску диференцијацију, молекуларну фармакологију и слична поља како би разумела природу болести костију и зглобова и пронашла терапијске циљеве. Др Хајата је повезана са неколико јапанских друштава и Америчким друштвом за истраживање костију и минерала. Објавио је преко 50 оригиналних чланака и одржао преко 150 излагања на академским конференцијама. Осим тога, његова истраживања о остеопорози су неколико пута доспела у јапанске новине.

Информације о финансирању
Ову студију је подржао ЈСПС КАКЕНХИ [број гранта 18К09053]; Нанкен-Кјотен, ТМДУ (2019); фондација Накатоми; Астеллас Ресеарцх Суппорт; Пфизер академски допринос; Даиицхи-Санкио академски допринос; Теијин Пхарма академски допринос; Ели Лилли Јапан академски допринос; Отсука Пхармацеутицал Ацадемиц Цонтрибутион; Схионоги академски допринос; Цхугаи Пхармацеутицал Ацадемиц Цонтрибутион.

О аутору

Аватар Јургена Т Штајнмета

Јуерген Т Стеинметз

Јуерген Тхомас Стеинметз континуирано је радио у индустрији путовања и туризма од своје тинејџерске године у Немачкој (1977).
Он је основао eTurboNews 1999. године као први билтен на мрежи за глобалну индустрију путничког туризма.

Учешће у...