Un puñado de células cerebrales profundas en el cerebro pueden desempeñar un papel sorprendente en el control de la densidad ósea de las mujeres, según una nueva investigación realizada por científicos de UC San Francisco y UCLA.
En un estudio publicado el 11 de enero de 2019 en Comunicaciones de la naturaleza , los investigadores mostraron que bloquear un conjunto particular de señales de estas células hace que los ratones hembra pero no los machos desarrollen huesos extraordinariamente fuertes y los mantengan en la vejez, lo que aumenta las esperanzas de nuevos enfoques para prevenir o tratar la osteoporosis en mujeres mayores.
"Nuestros colaboradores que estudian el hueso para ganarse la vida dijeron que nunca habían visto un hueso tan fuerte", dijo la autora principal del estudio Holly Ingraham, PhD. "Nuestra comprensión actual de cómo el cuerpo controla el crecimiento óseo no puede explicar esto, lo que sugierees posible que hayamos descubierto una vía completamente nueva que podría usarse para mejorar la resistencia ósea en mujeres mayores y otras personas con huesos frágiles ".
Más de 200 millones de personas en todo el mundo sufren de osteoporosis, un debilitamiento de los huesos hasta el punto en que caídas o incluso tensiones menores como agacharse o toser pueden desencadenar fracturas. En personas sanas, el tejido óseo se recicla constantemente: tejido óseo viejose descompone y se reemplaza por hueso nuevo. A medida que envejecemos, este ciclo se inclina a favor de la pérdida ósea, haciendo que nuestros huesos se vuelvan cada vez más porosos y frágiles.
Las mujeres tienen un riesgo particularmente alto de osteoporosis después de la menopausia casi una de cada tres mujeres posmenopáusicas en los EE. UU. Y Europa sufren de huesos debilitados debido a la disminución de los niveles de estrógenos de la hormona sexual, que normalmente promueve el crecimiento óseo.
El estrógeno desempeña muchos papeles en el cuerpo femenino, particularmente en la regulación de la reproducción, pero su función en el cerebro aún no se conoce bien. El laboratorio de Ingraham ha tratado de comprender cómo la señalización del estrógeno en el cerebro impacta el metabolismo femenino en diferentes vidasetapas, incluida la forma en que las neuronas sensibles al estrógeno en una región del cerebro llamada hipotálamo equilibran las demandas energéticas necesarias para la supervivencia o la reproducción.
Su nuevo estudio comenzó cuando Stephanie Correa, PhD, luego investigadora postdoctoral en el laboratorio de Ingraham y ahora profesora asistente en la UCLA, descubrió que la eliminación genética de la proteína receptora de estrógenos en las neuronas hipotalámicas causaba que los animales mutantes ganaran un poco de peso, y también se volvieranmenos activo. Correa esperaba descubrir que los animales habían engordado o ganado músculo magro, pero esto no explicaba la diferencia. Para encontrar la fuente del peso extra, decidió utilizar una técnica de laboratorio extrasensible que también podríarevela cambios en la densidad ósea. Para su sorpresa, descubrió que sus ratones pesados eran realmente de huesos grandes: la masa ósea de los animales había aumentado hasta en un 800 por ciento.
"Me llamó la atención de inmediato el tamaño del efecto. Los dos grupos no se superpusieron en absoluto, lo que nunca había visto", dijo Correa. "Supimos de inmediato que era un cambio de juego y una dirección nueva y emocionante".con posibles aplicaciones para mejorar la salud de las mujeres "
Los huesos extra densos de los animales mutantes también demostraron ser súper fuertes. Cuando colaboradores como Aaron Fields, PhD de UCSF, profesor asistente en el Departamento de Cirugía Ortopédica, probaron la resistencia mecánica de estos huesos al aplastarlos, suel equipo casi falla, dice Ingraham.
Después de que Correa se mudó a UCLA, los becarios posdoctorales del laboratorio de Ingraham, Candice Herber, PhD, y William Krause, PhD, encabezaron una serie de experimentos que se centraron en una población específica de solo unos pocos cientos de células cerebrales sensibles al estrógeno, ubicadas en unLa región del hipotálamo llamada núcleo arqueado, que parecía ser responsable de estos aumentos dramáticos en la densidad ósea. Los autores plantearon la hipótesis de que el estrógeno normalmente debe indicar a estas neuronas que alejen la energía del crecimiento óseo, pero que la eliminación de los receptores de estrógeno había revertido esocambio.
Notablemente, la interferencia con la señalización de estrógenos arqueados en ratones machos parecía no tener efecto. "La mayoría de los neurocientíficos limitan los estudios a ratones machos, y pocos estudian el estrógeno, lo que puede explicar por qué esto nunca se había visto antes", dijo Ingraham.Siempre me ha interesado la forma en que las hormonas sexuales hacen que los cerebros masculinos y femeninos sean diferentes, y este es un ejemplo realmente maravilloso de cuán dramáticas pueden ser esas diferencias ".
Otros experimentos mostraron que los animales mutantes de Ingraham y Correa mantuvieron su densidad ósea mejorada hasta la vejez. Los ratones hembras normales comienzan a perder masa ósea significativa a las 20 semanas de edad, pero los animales mutantes mantuvieron una masa ósea elevada hasta el segundo año de vida, una edad bastante avanzada para los estándares del mouse.
Sorprendentemente, Herber y Krause incluso pudieron revertir la degeneración ósea existente en un modelo experimental de osteoporosis. En ratones hembras que ya habían perdido más del 70 por ciento de su densidad ósea debido a la reducción experimental de estrógenos en la sangre, la eliminación de los receptores de estrógenos arqueados causódensidad ósea para rebotar en un 50 por ciento en cuestión de semanas.
Estos resultados resaltan los papeles opuestos que desempeña el estrógeno en la sangre, donde promueve la estabilidad ósea, y en el hipotálamo, donde parece restringir la formación de hueso, dijo Ingraham. "Presumimos que después de la pubertad el sistema de estrógenos en el cerebro femeninoaleja activamente los recursos del crecimiento óseo hacia cosas como la reproducción, lo que podría contribuir a un mayor riesgo de huesos debilitados de las mujeres a medida que envejecemos ".
El patrón dramático de crecimiento óseo mejorado visto en el estudio actual es diferente a cualquier cosa en la literatura científica, dicen los investigadores, sugiriendo que el descubrimiento fortuito de Correa puede haber descubierto una vía biológica totalmente nueva por la cual el cerebro regula la densidad ósea. Ingraham y colegasahora están investigando exactamente cómo ocurre esta comunicación cerebro-hueso, y si se podrían desarrollar medicamentos para aumentar la fuerza ósea en mujeres posmenopáusicas sin efectos potencialmente peligrosos de la terapia de reemplazo de estrógenos.
"Esta nueva vía es muy prometedora porque permite que el cuerpo cambie la nueva formación de hueso a una sobremarcha", dijo Correa.
"Estoy en las nubes sobre este resultado", agregó Ingraham. "Si nuestros próximos experimentos muestran que el cerebro libera un factor circulante novedoso que desencadena un mayor crecimiento óseo, podríamos tener una posibilidad real de desarrollar un medicamento que contrarreste la osteoporosis"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Francisco . Original escrito por Nick Weiler. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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