Las enfermedades crónicas de los huesos y las articulaciones, como la osteoporosis y la artritis reumatoide, afectan a millones de personas en todo el mundo, especialmente a los ancianos, degradando su calidad de vida. Un factor importante en ambas enfermedades es la actividad excesiva de las células que disuelven los huesos llamadas osteoclastosLos osteoclastos se forman mediante la diferenciación de un cierto tipo de célula inmunitaria llamada macrófago, después de lo cual adquieren su nuevo papel en el mantenimiento de los huesos y las articulaciones: descomponen el tejido óseo para permitir que los osteoblastos, otro tipo de célula, reparen y remodelen el esqueleto.sistema.
En términos generales, dos procesos intracelulares están involucrados en esta diferenciación: primero, la transcripción, en la que se crea un ARN mensajero ARNm a partir de la información genética en el ADN, y luego, la traducción, en la que la información en el ARNm se decodifica para producirproteínas que realizan funciones específicas en la célula. Desde el descubrimiento del papel de una proteína particular llamada RANKL en la formación de osteoclastos, los científicos han resuelto una parte considerable del rompecabezas de qué vías de señalización celular y redes de transcripción regulan la generación de osteoclastos.-transcripción procesos celulares involucrados quedan por entenderse.
Ahora, en un nuevo estudio publicado en Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica , científicos de la Universidad de Ciencias de Tokio, Japón, desentrañaron el papel de una proteína llamada Cpeb4 en este proceso complejo. Cpeb4 es parte de la familia de proteínas "unión de elementos de poliadenilación citoplasmática CPEB", que se unen al ARN y regulan la traducciónactivación y represión, así como mecanismos de "empalme alternativo" que producen variantes de proteínas. El Dr. Tadayoshi Hayata, quien dirigió el estudio, explica: "Las proteínas CPEB están implicadas en varios procesos biológicos y enfermedades, como el autismo, el cáncer y los glóbulos rojosdiferenciación. Sin embargo, sus funciones en la diferenciación de osteoclastos no se conocen claramente. Por lo tanto, realizamos una serie de experimentos para caracterizar una proteína de esta familia, Cpeb4, utilizando cultivos celulares de macrófagos de ratón ".
En los diversos experimentos de cultivo celular realizados, los macrófagos de ratón fueron estimulados con RANKL para desencadenar la diferenciación de osteoclastos y se monitorizó la evolución del cultivo. Primero, los científicos descubrieron que la expresión del gen Cpeb4 y, en consecuencia, la cantidad de proteína Cpeb4, aumentaron durante el osteoclastodiferenciación. Luego, a través de la microscopía de inmunofluorescencia, visualizaron los cambios en la ubicación de Cpeb4 dentro de las células. Descubrieron que Cpeb4 se mueve desde el citoplasma a los núcleos, mientras presenta formas específicas los osteoclastos tienden a fusionarse y formar células con múltiples núcleos.Esto indica que la función de Cpeb4 asociada con la diferenciación de osteoclastos probablemente se lleva a cabo dentro de los núcleos.
Para comprender cómo la estimulación de RANKL causa esta relocalización de Cpeb4, los científicos "inhibieron" selectivamente o reprimieron algunas de las proteínas que se involucran "aguas abajo" en las vías de señalización intracelular activadas por la estimulación. Identificaron dos vías como necesarias para el proceso.No obstante, se requerirán más experimentos para conocer completamente la secuencia de eventos que tiene lugar y todas las proteínas involucradas.
Finalmente, el Dr. Hayata y su equipo demostraron que Cpeb4 es absolutamente necesario para la formación de osteoclastos usando cultivos de macrófagos en los que Cpeb4 se agotó activamente. Las células en estos cultivos no experimentaron más diferenciación para convertirse en osteoclastos.
Tomados en conjunto, los resultados son un trampolín para comprender los mecanismos celulares involucrados en la formación de osteoclastos. El Dr. Hayata comenta: "Nuestro estudio arroja luz sobre el importante papel de la proteína de unión al ARN Cpeb4 como un" factor de influencia "positivo en la diferenciación de osteoclastos. Esto nos da una mejor comprensión de las condiciones patológicas de las enfermedades óseas y articulares y puede contribuir al desarrollo de estrategias terapéuticas para enfermedades importantes como la osteoporosis y la artritis reumatoide ". Con suerte, el nivel más profundo de comprensión de la generación de osteoclastos facilitado por este estudioen última instancia, se traduce en una mejor calidad de vida para las personas que viven con enfermedades óseas y articulares dolorosas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ciencias de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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