En un descubrimiento inesperado, los investigadores de UCLA han descubierto que un gen previamente conocido por controlar el metabolismo humano también controla el equilibrio de los huesos y la grasa en la médula ósea, así como la forma en que una célula madre adulta expresa su tipo de célula final. Los hallazgos podrían conducir auna mejor comprensión de la alteración de la relación hueso / grasa en la médula ósea, así como sus consecuencias para la salud, y también señalan al gen como un objetivo terapéutico prometedor en el tratamiento de la osteoporosis y el envejecimiento esquelético.
Hasta ahora, el gen PGC-1α, un activador del gen, era conocido principalmente por regular las reacciones que convierten y mantienen la energía para las células humanas. El estudio, dirigido por el Dr. Cun-Yu Wang, presidente y profesor de biología oral ymedicina, y el Dr. Bo Yu, profesor asistente de odontología restauradora, ambos de la Facultad de Odontología de UCLA, ha demostrado que PGC-1α en realidad puede afectar si las células madre se convierten en células grasas o células de la médula ósea y, a su vez, controlan el hueso.equilibrio a grasa en la médula ósea.
La investigación se publica en línea en la revista Célula madre celular .
El tejido de la médula ósea está compuesto de células sanguíneas, tejido adiposo o grasa de la médula ósea y células estromales de apoyo células del tejido conectivo de cualquier órgano. Durante años, los médicos han observado una relación inversa entre la masa ósea y las células grasas en la médula ósea endiversas afecciones médicas. Un aumento de la grasa de la médula ósea suele ir acompañado de una disminución de la masa ósea en el envejecimiento, así como de osteoporosis y otros trastornos metabólicos.
Los osteoblastos, o células formadoras de huesos, y los adipocitos, o células formadoras de grasa, se derivan de un conjunto común de células madre mesenquimales, que son células estromales que pueden convertirse en varios tipos diferentes de células. Esta composición sugiere una compensación entre los dostipos de células y una anomalía en la forma en que una célula expresa su tipo final de célula madre mesenquimatosa en el envejecimiento esquelético y la osteoporosis. La base molecular de este fenómeno es poco conocida. Estudios adicionales y conocimientos sobre la relación inversa entre la pérdida ósea y la formación de grasa pueden conducira nuevos tratamientos para estas afecciones.
Wang y Yu notaron en la médula ósea humana y de ratón que la expresión del gen PGC-1α disminuía drásticamente con la edad avanzada. Los investigadores inicialmente querían comprender mejor el papel de este gen en la pérdida ósea inducida por la edad. La pareja comenzósu estudio mediante la creación de un modelo de ratón que tenía las proteínas PGC-1α extraídas de las células madre mesenquimales. Encontraron algo inesperado cuando estos ratones se sometieron a un procedimiento que simulaba osteoporosis: había un aumento significativo en la grasa de la médula junto con la disminución esperada de huesomasa.
"Lo que encontramos fue particularmente intrigante, dado que PGC-1α anteriormente solo se ha relacionado con el metabolismo, pero no con las células madre adultas", dijo Wang, quien también es el decano asociado de la escuela de odontología para estudios de posgrado. "Esta revelación sugiere quePGC-1α podría influir en cómo las células madre se diferencian en hueso y no en células grasas, y también podría conducir a nuevas terapias en la osteoporosis ".
Para probar sus hallazgos, crearon un modelo de ratón en el que se incrementó la expresión del gen PGC-1α. Lo que ocurrió fue lo contrario de lo que sucedió con su primer modelo: hubo una desaceleración en la pérdida ósea y una disminución en la médula óseagrasa, lo que sugiere que PGC-1α puede desempeñar un papel protector en el mantenimiento del equilibrio de hueso a grasa.
El equipo descubrió que PGC-1α activaba directamente la expresión de TAZ, un regulador maestro que, según se informó anteriormente, promueve la formación de hueso al tiempo que inhibe la diferenciación de las células grasas de las células madre mesenquimales.
"Se podría comparar el PGC-1α con un río que nutre o mantiene la masa ósea mientras recorre el paisaje de la médula ósea", dijo Yu. "El río se seca a medida que envejecemos, lo que provoca que se formen más células grasas a expensas de los huesos. "
Se ha descubierto que el ejercicio físico induce la expresión de PGC-1α. Este estudio también sugiere que el ejercicio físico regular podría ayudar a mantener la salud ósea y prevenir el envejecimiento esquelético, además de brindar otros beneficios para la salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Los Ángeles . Original escrito por Brianna Aldrich. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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