Μια σημαντική πρόοδος στη θεραπεία της οστεοπόρωσης φαίνεται πως είναι προ των πυλών, χάρη στην ανακάλυψη ενός νέου «διακόπτη» στα κύτταρα που ενισχύει τη δημιουργία νέου οστού. Η ανακάλυψη αυτή αφορά τον υποδοχέα GPR133, ο οποίος μπορεί να ενεργοποιηθεί με στοχευμένα φάρμακα και ακόμη και με μηχανική πίεση, δίνοντας ελπίδες για μια πιο αποτελεσματική αντιμετώπιση της νόσου.
Οι οστεοβλάστες, τα κύτταρα που δημιουργούν νέο οστό, και οι οστεοκλάστες, τα κύτταρα που διασπούν το παλιό οστό, συνεργάζονται για τη διατήρηση της οστικής ισορροπίας. Στην οστεοπόρωση, αυτή η ισορροπία διαταράσσεται: η διάσπαση του οστού υπερβαίνει τη δημιουργία, με αποτέλεσμα την εξασθένιση των οστών και αυξημένο κίνδυνο καταγμάτων.
Η νέα μελέτη που ηγείται το Πανεπιστήμιο της Λειψίας στη Γερμανία εστίασε στον GPR133, έναν G πρωτεϊνοσυνδεδεμένο υποδοχέα που βρέθηκε ότι παίζει καθοριστικό ρόλο στη διαδικασία της οστικής ανάπτυξης. Οι υποδοχείς αυτού του τύπου λειτουργούν ως μοριακοί «διακόπτες» στην επιφάνεια των κυττάρων, ενεργοποιώντας αλυσιδωτές αντιδράσεις που επηρεάζουν σημαντικές κυτταρικές λειτουργίες.
Κατά τη διάρκεια της ζωής μας, η ανάπτυξη του οστού είναι πιο γρήγορη στην παιδική ηλικία και την εφηβεία, με την κορύφωση της οστικής μάζας να επιτυγχάνεται περίπου στα τέλη των 20. Από εκεί και μετά, η πυκνότητα των οστών παραμένει σταθερή για κάποιο διάστημα, αλλά συνήθως μετά την ηλικία των 50, η διαδικασία διάσπασης αρχίζει να υπερισχύει, οδηγώντας στη σταδιακή απώλεια οστικής μάζας.
Προηγούμενες μελέτες είχαν συσχετίσει τον GPR133 με την οστική πυκνότητα, ένα σημαντικό δείκτη υγείας των οστών που αντανακλά το περιεχόμενο σε μέταλλα, όπως ασβέστιο και φώσφορο. Ωστόσο, ο ακριβής ρόλος του υποδοχέα στην οστική ομοιόσταση παρέμενε ασαφής. Η ομάδα της Λειψίας χρησιμοποίησε γενετικές τροποποιήσεις, βιοχημικές αναλύσεις και μηχανικά ερεθίσματα για να εξετάσει πώς ο GPR133 επηρεάζει την ισορροπία μεταξύ δημιουργίας και διάσπασης οστού.
Δημιουργήθηκαν ποντίκια με αδρανοποιημένο το γονίδιο του GPR133 είτε σε όλο το σώμα είτε ειδικά σε πρόδρομα κύτταρα οστεοβλαστών. Αυτά τα πειραματόζωα εμφάνισαν μειωμένη οστική πυκνότητα και πιο εύθραυστα οστά, παρόμοια με την οστεοπόρωση. Σε κυτταρικές καλλιέργειες, οι οστεοβλάστες χωρίς GPR133 δεν ωρίμαζαν σωστά ούτε μπορούσαν να παράγουν νέο οστό, ενώ η ενεργοποίηση του γονιδίου αύξανε σημαντικά τους δείκτες ωρίμανσης των κυττάρων.
Οι ερευνητές εντόπισαν ότι ο GPR133 δρα μέσω σηματοδοτικών μονοπατιών, όπως το cAMP και η βήτα-κατενίνη, που είναι καθοριστικά για την ανάπτυξη και αναδόμηση του οστού. Επιπλέον, ο υποδοχέας αυτός είναι ευαίσθητος σε μηχανικά ερεθίσματα — όπως το τέντωμα ή η πίεση — γεγονός που τον καθιστά έναν μοριακό δέκτη της φυσικής καταπόνησης των οστών. Μια πρωτεΐνη της κυτταρικής επιφάνειας, η PTK7, λειτουργεί ως «ξυπνητήρι» που ενισχύει την ενεργοποίηση του GPR133, ειδικά όταν συνδυάζεται με μηχανική πίεση, ενισχύοντας την ωρίμανση και τη λειτουργία των οστεοβλαστών.
Ενδιαφέρον παρουσιάζουν και τα αποτελέσματα από τη χρήση ενός μικρού μορίου, του AP503, που επιλεκτικά ενεργοποιεί τον GPR133. Ποντίκια με φυσιολογική ή μειωμένη οστική πυκνότητα έλαβαν καθημερινές ενέσεις με το AP503 και παρουσίασαν σημαντική αύξηση της οστικής μάζας και της αντοχής των οστών τους. Μάλιστα, σε μοντέλο ποντικιών που μιμούνται την οστεοπόρωση μετά την εμμηνόπαυση, το φάρμακο κατάφερε να αναστρέψει την απώλεια οστού. Σε συνδυασμό με άσκηση, το αποτέλεσμα ήταν ακόμη πιο ενισχυμένο, υποδεικνύοντας μια πολλά υποσχόμενη συνεργία.
«Όταν ο υποδοχέας αυτός είναι μη λειτουργικός λόγω γενετικών αλλαγών, τα ποντίκια παρουσιάζουν πρώιμη απώλεια οστικής μάζας, παρόμοια με την ανθρώπινη οστεοπόρωση», τόνισε η επικεφαλής της μελέτης, καθηγήτρια Ines Liebscher από το Rudolf Schönheimer Institute of Biochemistry. «Η χρήση του AP503, που αναγνωρίστηκε πρόσφατα με τη βοήθεια υπολογιστών ως ενεργοποιητής του GPR133, οδήγησε σε σημαντική ενίσχυση της αντοχής των οστών, τόσο σε υγιή όσο και σε οστεοπορωτικά ποντίκια».
Παράλληλα, μια προηγούμενη μελέτη της ίδιας ομάδας σε συνεργασία με το Shandong University της Κίνας είχε δείξει ότι η ενεργοποίηση του GPR133 βελτιώνει τη μυϊκή ισχύ. Αυτή η διπλή ενίσχυση τόσο των οστών όσο και των μυών καθιστά τον υποδοχέα έναν ιδιαίτερα ελπιδοφόρο στόχο για την αντιμετώπιση προβλημάτων που σχετίζονται με τη γήρανση.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Signal Transduction and Targeted Therapy, επισημαίνει ωστόσο ότι τα πειράματα έγιναν μόνο σε ποντίκια και πως η μετάφραση των αποτελεσμάτων στον άνθρωπο απαιτεί περαιτέρω έρευνα. Επίσης, μένει να διερευνηθούν η μακροχρόνια ασφάλεια του AP503 και τυχόν παρενέργειες.
Παρά τις προκλήσεις, τα ευρήματα ανοίγουν το δρόμο για την ανάπτυξη νέων θεραπειών οστεοπόρωσης που μπορεί να είναι πιο αποτελεσματικές και ασφαλείς από τις σημερινές, ενώ παράλληλα δημιουργούν τις προϋποθέσεις για εξατομικευμένη ιατρική μέσω της ανίχνευσης γενετικών μεταλλάξεων στον GPR133.
Επιπλέον, η δράση του υποδοχέα στα μυϊκά κύτταρα υποδηλώνει ότι η ενεργοποίησή του ίσως έχει εφαρμογές και σε άλλες παθήσεις που σχετίζονται με την απώλεια μυϊκής μάζας και την οστική ατροφία, όπως η ακινητοποίηση ή οι συνθήκες μικροβαρύτητας σε αστροναύτες.
Η ανακάλυψη αυτή σηματοδοτεί ένα σημαντικό βήμα προς μια νέα εποχή στην αντιμετώπιση της οστεοπόρωσης, αξιοποιώντας την ίδια τη βιολογία του σώματος για να ενισχύσει την αναγέννηση των οστών και την υγεία του μυοσκελετικού συστήματος.
[via]
