Molécula chave explica porque os ossos enfraquecem com a idade
Um estudo inédito revela que, à medida que envelhecemos, os níveis de uma determinada molécula aumentam, o que silencia outra molécula que cria um osso saudável. Também sugere que corrigir esse desequilíbrio pode melhorar a saúde óssea, possivelmente oferecendo novos caminhos para o tratamento da osteoporose.
Mulheres idosas correm um risco particularmente alto de osteoporose.A osteoporose afeta cerca de 200 milhões de mulheres em todo o mundo.
Acredita-se que uma em cada 3 mulheres e 1 em cada 5 homens com 50 anos ou mais sofram de fratura óssea em sua vida como resultado de osteoporose.
Nos Estados Unidos, as estimativas indicam que 44 milhões de pessoas com mais de 50 anos vivem com a doença, tornando-se um grande problema de saúde pública.
Novas pesquisas nos aproximam da compreensão do processo que leva à degradação óssea na osteoporose e de novas maneiras potenciais em que a condição pode ser tratada.
As descobertas explicam uma dinâmica molecular chave que é responsável pela fragilidade progressiva de nossos ossos à medida que envelhecemos.
O Dr. Sadanand Fulzele, biólogo ósseo que trabalha no Departamento de Cirurgia Ortopédica da Augusta University, na Geórgia, é co-pesquisador correspondente e último autor do novo artigo, publicado no Journal of Gerontology: Biological Sciences.
Analisando um pequeno culpado molecular
Dr. Fulzele e colegas explicam o processo de formação óssea - que começa com as células-tronco mesenquimais. Estas são células-tronco que podem ser encontradas em nossa medula óssea e que podem continuar a se formar como cartilagem, osso ou gordura na medula óssea.
Um dos fatores que influenciam a forma como essas células irão eventualmente assumir é uma molécula sinalizadora chamada fator derivado de células do estroma (SDF-1).
Pesquisas anteriores da mesma equipe mostraram como o SDF-1 é importante para a diferenciação das células-tronco mesenquimais em diferentes células cruciais para a saúde óssea.
Estudos in vitro e in vivo realizados pelos pesquisadores mostraram o papel fundamental dessa molécula sinalizadora para a formação óssea. O SDF-1 também é importante para o reparo ósseo e protege as células ósseas do estresse oxidativo, que é o desequilíbrio entre os radicais livres e os antioxidantes no corpo que eventualmente leva a danos ao DNA e doenças.
Além disso, estudos anteriores demonstraram que os níveis de SDF-1 diminuem em ratos idosos; então, neste estudo, o Dr. Fulzele e a equipe queriam entender precisamente como os níveis desta molécula são regulados.
Em algumas de suas pesquisas anteriores, o Dr. Fulzele mostrou que uma pequena molécula chamada microRNA-141-3p impede que a vitamina C, um antioxidante importante, alcance nossas células ósseas.
A equipe já sabia que a molécula pode impedir as células-tronco mesenquimais de se diferenciarem em outras células, assim como o fato de que o microRNA-141-3p aumenta com a idade. Portanto, o Dr. Fulzele e a equipe levantaram a hipótese de que o microRNA-141-3p reduz o SDF-1, e que esta é uma das principais maneiras pelas quais essa pequena molécula impede a formação de osso saudável.
Restaurando a função óssea normal apesar da idade
Para testar isso, Dr. Fulzele e colegas analisaram células mesenquimais de humanos e camundongos. Em células jovens, eles descobriram que os níveis de microRNA-141-3p eram baixos. No entanto, em células velhas, os níveis dessa molécula triplicaram. O oposto era verdadeiro para os níveis de SDF-1.
Em seguida, os pesquisadores injetaram microRNA-141-3p em células-tronco mesenquimais obtidas de adultos de 18 a 40 anos, bem como de idosos de 60 a 85 anos que se submeteram a cirurgia ortopédica.
A injeção de microRNA-141-3p fez com que os níveis de SDF-1 despencassem e as células-tronco produzissem mais gordura em vez de células ósseas. Com a idade, explicam os pesquisadores, torna-se mais fácil fazer células de gordura em vez de células de osso.
Além disso, a equipe adicionou microRNA-141-3p às células ósseas, o que piorou a função óssea. No entanto, a aplicação de um inibidor de microRNA-141-3p melhorou a função óssea.
As descobertas, explica o Dr. Fulzele, sugerem que um dia, o uso de um inibidor de microRNA-141-3p poderia ajudar as células-tronco a continuarem se diferenciando em células ósseas, apesar da idade e de condições como a osteoporose.
O inibidor, afirma o Dr. Fulzele, “normaliza a função óssea. Achamos que [um] inibidor de grau clínico pode nos ajudar a fazer o mesmo nas pessoas ”.
“Se você tem 20 anos e está produzindo ossos excelentes”, acrescenta ele, “você ainda teria microRNA-141-3p em suas células-tronco mesenquimais. Mas quando você tem 81 anos e tem ossos mais fracos, você tem muito mais. ”
“Você quer meio que naquele ponto ideal”, explica o co-correspondente autor do estudo, Dr. William D. Hill, um pesquisador de células-tronco da Augusta University. Os pesquisadores dizem que estão planejando mover suas descobertas para modelos pré-clínicos, onde desejam encontrar maneiras de restaurar níveis saudáveis de microRNA-141-3p e SDF-1.
“O que estamos tentando fazer é diminuí-lo de onde [microRNA-141-3p está] sendo superexpresso devido a fatores como envelhecimento e estresse oxidativo e supressão de estrogênio, e trazê-lo de volta a uma faixa que efetivamente permitiria mais normalidade formação óssea. ”
Dr. William D. Hill
“Identificamos uma série de microRNAs que mudam nas células-tronco da medula óssea com o envelhecimento e estamos procurando cada um deles para entender como estão funcionando”, acrescenta o Dr. Hill.
“Estamos começando a adotar uma abordagem de sistemas biológicos, [segundo a qual estamos] não apenas mudando uma molécula-alvo, mas observando como essa rede de moléculas muda com a idade ou doença e como podemos alcançar e [...] redefinir esses caminhos diferentes. ”