Osteoporoza este o afecţiune metabolică osoasă frecventă, caracterizată prin scăderea densităţii minerale osoase şi deteriorarea microarhitecturii ţesutului osos, ceea ce duce la fragilitate osoasă şi un risc crescut de fracturi. Sănătatea sistemului osos depinde de un echilibru fin între formarea şi resorbţia osoasă, procese reglate de celule specializate, cum sunt osteocitele. Pe măsură ce îmbătrânim, aceste celule esenţiale îşi pierd progresiv capacitatea de a răspunde la stimuli mecanici, ceea ce compromite remodelarea osoasă eficientă. În contextul unei populaţii globale aflate în proces de îmbătrânire, înţelegerea mecanismelor biologice şi biomecanice care contribuie la degradarea osoasă este esenţială pentru prevenirea osteoporozei şi dezvoltarea unor terapii personalizate.
Nu este o coincidenţă faptul că, pe măsură ce înaintăm în vârstă, resimţim mai frecvent rigiditatea şi disconfortul la nivelul oaselor din corp. Trilioanele de celule care formează scheletul nostru îmbătrânesc la rândul lor, iar unele dintre ele suferă modificări care slăbesc structura oaselor, afectând rezistenţa şi integritatea structurii osoase.
Oamenii de ştiinţă din întreaga lume studiază ce se întâmplă cu oasele noastre de-a lungul timpului, pe măsură ce îmbătrânim.
Un nou studiu coordonat de Universitatea Texas din Austin, în colaborare cu Mayo Clinic şi Centrul medical Cedars-Sinai, arată că osteocitele - celulele cheie ale osului - suferă modificări structurale şi funcţionale majore odată cu înaintarea în vârstă, modificări care le afectează capacitatea de a menţine rezistenţa osoasă. Aceste schimbări afectează capacitatea acestor celule de a detecta şi răspunde la semnalele mecanice, ceea ce conduce la slăbirea arhitecturii osoase.
Concluziile, publicate recent în revistele Small şi Aging Cell, oferă perspective noi care ar putea contribui la dezvoltarea unor tratamente mai eficiente pentru osteoporoză şi pierderea osoasă legată de vârstă şi pot deschide noi direcţii în prevenţia şi tratamentul osteoporozei.
Îmbătrânirea şi stresul pot induce senescenţa celulară la nivelul osteocitelor, ceea ce determină modificări ale citoscheletului şi ale proprietăţilor mecanice ale celulei. Aceste modificări reduc capacitatea osteocitelor de a percepe semnalele mecanice - un factor esenţial în menţinerea densităţii şi calităţii osoase.
Osteocitele sunt reglatori principali ai sănătăţii osoase, detectând forţele mecanice şi coordonând procesele de formare şi resorbţie osoasă. Însă, atunci când sunt expuse la celule senescente - celule deteriorate care nu se mai divid dar nici nu mor - osteocitele încep să se rigidizeze. Această rigidizare a citoscheletului şi modificarea vîscoelasticităţii membranei celulare le afectează capacitatea de a răspunde la semnalele mecanice, perturbând remodelarea osoasă normală şi favorizând fragilitatea osoasă.
„Imaginaţi-vă citoscheletul ca o schelă în interiorul unei clădiri”, explică Maryam Tilton, profesor asistent în cadrul Departamentului de Inginerie Mecanică din cadrul Şcolii Cockrell şi cercetător principal al studiului.
Când această schelă devine rigidă şi mai puţin flexibilă, sistemul nu se mai poate adapta la schimbări sau stres, ducând la probleme structurale. În mod similar, osteocitele rigidizate nu mai pot regla eficient remodelarea osoasă, ceea ce contribuie la pierderea de masă osoasă, potrivit cercetătoarei.
Celulele senescente eliberează o combinaţie toxică de molecule cunoscută sub numele de „fenotip secretor asociat senescenţei” (SASP), care provoacă inflamaţii şi daune în ţesuturile înconjurătoare. Acestea sunt asociate cu apariţia cancerului şi a multor alte boli cronice. Până acum, majoritatea cercetărilor s-au concentrat pe detectarea senescenţei prin markeri genetici - o sarcină dificilă, deoarece aceşti markeri variază mult între tipurile de celule.
În noul studiu, cercetătorii au abordat problema dintr-o altă perspectivă, concentrându-se pe proprietăţile mecanice ale celulelor. Combinarea abordărilor genetice cu cele mecanice ar putea duce la tratamente mai eficiente pentru a viza celulele îmbătrânite.
„Aşa cum fizioterapia ne ajută să ne recăpătăm mobilitatea atunci când articulaţiile devin rigide, explorăm modul în care stimulii mecanici ar putea ajuta la inversarea sau chiar eliminarea selectivă a acestor celule îmbătrânite”, a precizat prof. Tilton.
„Pe viitor, markerii biomecanici ar putea nu doar să identifice celulele senescente, ci şi să devină ţinte precise pentru eliminarea lor, completând sau înlocuind terapiile senolitice actuale pe bază de medicamente”, a adăugat dr. James Kirkland, cercetător principal în Reţeaua Translaţională pentru Ştiinţe Geriatrice a Institutelor Naţionale de Sănătate (NIH), director al Centrului pentru Geroterapie Avansată de la Cedars-Sinai şi coautor al studiului.
O mai bună înţelegere a modului în care oasele îmbătrânesc ar putea duce la tratamente mai eficiente pentru osteoporoză - o afecţiune care duce la slăbirea oaselor şi creşterea riscului de fracturi, şi care afectează milioane de persoane din întreaga lume, în special femeile de peste 50 de ani.
Pe măsură ce populaţia globală îmbătrâneşte, înţelegerea mecanismelor din spatele degradării osoase devine tot mai importantă. Echipa îşi propune în continuare să extindă cercetările prin explorarea efectelor diverşilor factori de stres asupra osteocitelor şi prin investigarea unor posibile intervenţii terapeutice.
