Новое исследование обнаружило тип клеток, который определяет способ формирования и поддержания костей костей, открывая потенциальную цель для будущих методов лечения заболеваний костей, таких как остеопороз. Исследование на грызунах, проведенное под руководством преподавателей Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете, показало, что предшественники адипогенной линии костного мозга (MALP) играют особую роль в самовосстановлении костей. Дефекты этого процесса являются ключевой проблемой при остеопорозе, поэтому терапия с использованием этих клеток MALP для лучшего регулирования ремоделирования кости может привести к более эффективному лечению. Это исследование было опубликовано в Журнале клинических исследований.
"Обнаружение новых клеточных и молекулярных механизмов контроля метаболизма костной ткани позволит оптимизировать существующие методы лечения или разработать новые терапевтические препараты," сказал старший автор исследования Лин Цинь, доктор философии.D., доцент кафедры ортопедической хирургии. "Например, с развитием технологии редактирования генов и новых подходов к доставке, специфичной для клеток, в будущем можно будет регулировать поведение MALP в качестве терапии таких заболеваний костей, как остеопороз."
Поддержание здоровья костей – это баланс между остеобластами, которые выделяют материалы, необходимые для формирования новой кости, и остеокластами, которые поглощают старый костный материал, чтобы освободить место для новых. Нарушение этого баланса так или иначе может привести к нездоровой кости. В случае остеопороза сверхактивные остеокласты разъедают кость быстрее, чем она может реформироваться, в результате чего кости становятся менее плотными и более подверженными переломам.
Ученые пришли к общему мнению, что остеобласты и остеоциты, клетки в полностью сформированной кости, были теми, кто запускал производство остеокластов, чтобы начать ремоделирование кости. С другой стороны, роль клеток линии адипоцитов, таких как MALP, в регуляции резорбции кости не была известна.
Ранее в 2020 году группа Цинь обнаружила обильное существование MALP в костях. MALP являются предшественниками адипоцитов, которые переносят жиры, называемые липидами, внутри костного мозга. А недавние исследования Цинь и ее коллег-исследователей лучше прояснили, как MALP влияют на метаболизм костей. Они показали, что MALP, но не остеобласты или остеоциты, имеют межклеточный контакт с остеокластами. Кроме того, используя передовые методы секвенирования на уровне отдельной клетки, Цинь и ее коллеги обнаружили, что MALP секретируют RANKL, белок, необходимый для образования остеокластов, на высоком уровне.
Обладая этой информацией, исследователи этого исследования, в том числе ведущий автор Вэй Ю, доктор медицинских наук,.D., работая приглашенным научным сотрудником в Penn Medicine, изучал мышей с дефицитом RANKL в их MALP. С того момента, как этим мышам исполнился месяц, исследователи увидели на 60-100 процентов более высокую плотность губчатых компонентов длинных костей (таких как бедренная кость) и позвонков, что исследователи квалифицировали как "резкое увеличение" по сравнению с типичной костной массой мыши.
Поскольку остеобласты и остеоциты продолжали работать, как всегда, казалось бы, что MALP и их секреция RANKL были определены как главный двигатель функции остеокластов и абсорбции существующей кости.
"Выявив то, что, по-видимому, является полноценной функцией клеток MALP, мы считаем, что обнаружили чрезвычайно многообещающую цель, о которой раньше никогда не думали," Цинь сказал. "Если их секрецию RANKL можно надежно отключить, это может изменить баланс ремоделирования костей у людей с остеопорозом и позволить остеобластам и остеоцитам «наверстать упущенное».’"
Соавтор Цина, Джаймо Ан, доктор медицинских наук.D., бывший преподаватель Penn Medicine, ныне заведующий отделением ортопедической травмы и доцент кафедры ортопедической хирургии в Мичиганском университете, считает, что эти открытия могут быть очень полезны для более эффективного восстановления кости."Захватывающим шагом в будущем, нацеленным на клиническое применение, будет нацеливание MALP на определенный срок и терапевтическим способом, чтобы проверить, насколько хорошо они одновременно уменьшают резорбцию кости и увеличивают образование костной ткани," Ан сказал.