Oamenii de ştiinţă au asociat o proteină de longevitate cu rigidizarea ţesutului cartilajului care apare odată cu îmbătrînirea şi poate conduce la dezvoltarea osteoartritei.
Osteoartrita este cea mai comună formă de artrită, afectând aproximativ 32,5 milioane de persoane numai în Statele Unite şi se estimează că ratele vor creşte odată cu îmbătrânirea şi tendinţele către obezitate ale populaţiei.
Cercetătorii din Statele Unite şi Japonia au descoperit un nou mecanism care asociază rigidizarea ţesutului cartilajului legată de vârstă cu inhibarea unei proteine cheie asociată cu longevitatea.
Descoperirile îmbunătăţesc înţelegerea mecanismelor care duc la deteriorarea articulaţiilor şi cauzează osteoartrita, potrivit autorilor unui nou studiu, publicat săptămâna trecută, în Nature Communications.
În cadrul studiului, cercetătorii au arătat că rigidizarea crescută a matricei extracelulare - o reţea de proteine şi alte molecule care înconjoară şi susţin ţesuturile din organism - a condus la o scădere a aşa-numitei „proteine a longevităţii” numită Klotho (α-Klotho) în cartilajul genunchiului determinat de modificări epigenetice.
Această scădere a proteinei Klotho a deteriorat apoi celulele din cartilajul sănătos numite condrocite. Cercetătorii au descoperit că, expunerea condrocitelor îmbătrânite la o matrice extracelulară mai puţin rigidă a resetat cartilajul genunchiului la o stare mai tânără.
Întrucât rigidizarea matricei extracelulare este o caracteristică definitorie a îmbătrânirii cartilajului, aceste descoperiri demonstrează rolul pe care proteina Klotho îl joacă în formarea osteoartritei şi oferă noi ţinte potenţiale de tratament pentru a restabili sănătatea cartilajului.
Cercetătorii au observat, de asemenea, că aceste rezultate pot fi aplicabile la impactul pe care factorii epigenetici cauzaţi de îmbătrânire îl au asupra altor ţesuturi din organism.
„Această cercetare ne îmbunătăţeşte în primul rând cunoştinţele asupra mecanicii care are loc în osteoartrită şi deschide calea pentru dezvoltarea unor terapii pentru a preveni aceste schimbări”, a declarat dr. Fabrisia Ambrosio, director al Centrului Atlantic Charter pentru recuperarea musculoschetală din cadrul Institutului de Cercetare Schoen Adams, şi profesor la catedra de medicină fizică şi reabilitare a universităţii de medicină Harvard.
El a precizat că, întrucât rigidizarea matricei este o caracteristică a ţesuturilor îmbătrânite din tot corpul, descoperirile ar putea avea implicaţii mai largi în domeniul cercetării îmbătrânirii.
Examinarea cauzei principale a leziunilor ireversibile ale cartilajului
Osteoartrita apare atunci când cartilajul dintr-o articulaţie se rigidizează şi începe să se descompună, ceea ce dăunează osului subiacent, provocând durere, umflare şi senzaţie de rigiditate.
Afecţiunea poate altera semnificativ capacitatea unei persoane de a îndeplini sarcinile de rutină zilnice, întrucât aproape jumătate dintre adulţii cu această afecţiune sunt la vârsta la care încă muncesc, ceea ce le afectează capacitatea de a-şi câştiga existenţa.
În prezent, nu există tratamente pentru a inversa rigidizarea cartilajului şi deteriorarea rezultată în urma acestui proces. Recomandări precum exerciţiile fizice, pierderea în greutate, kinetoterapie, medicamente, injecţii şi intervenţii chirurgicale de înlocuire a articulaţiilor sunt menite să reducă durerea şi să îmbunătăţească mobilitatea persoanelor care suferă de osteoartrită.
Există multe necunoscute în privinţa cauzelor moleculare care provoacă aceste daune şi a felului în care ar putea fi tratate. Cercetătorii au căutat să înţeleagă mai bine rolul epigeneticii respectiv modul în care schimbările de comportament şi de mediu, pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, modifică modul în care funcţionează genele şi pot avea un impact asupra ţesuturilor şi proceselor bolii.
Folosind tehnologii avansate precum spectrometria de masă, cercetătorii au cartografiat modificările structurale şi proteice la şoarecii cu osteoartrită a genunchiului pe parcursul vieţii acestora, şi în funcţie de sex. Apoi au comparat descoperirile cu ceea ce se ştie în prezent despre osteoartrita genunchiului la oameni.
Cercetatorii au descoperit ca proteina Klotho a fost puternic implicată in procesul molecular care a dus la osteoartrită. Această cercetare a continuat studiile anterioare care arată că proteina Klotho protejează mitocondriile din muşchiul scheletic şi joacă un rol cheie în regenerarea muşchilor scheletici după leziuni.
Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, nivelul proteinelor Klotho scade, de aceea şi-a câştigat denumirea de proteină de longevitate.
Noul studiu a arătat că, atunci când ţesutul cartilajului genunchiului a devenit mai rigid, gena care codifică proteina Klotho era inhibată. Ei au verificat acest lucru în modele de celule condrocite tinere şi bătrâne responsabile de formarea cartilajului, care au fost însămânţate în medii concepute pentru a imita rigiditatea ţesuturilor tinere şi bătrâne.
Celulele condrocite tinere păreau bătrâne când au fost testate pe o suprafaţă devenită rigidă în urma pierderii proteinelor Klotho, dar când cercetătorii au protejat celulele de rigiditatea din mediului lor, au observat că aceste celule erau sănătoase.
.„Aceste rezultate oferă o nouă paradigmă convingătoare, care va fi importantă în a înţelege legătura dintre rigidizarea ţesuturilor legate de vârstă şi riscul de osteoartrită odată cu îmbătrânirea”, a explicat Hirotaka Iijima, profesor asistent la Institutul de cercetare avansată la facultatea de medicină a universităţii Nagoya, din Japonia.
În mod interesant, analiza cercetătorilor a arătat, de asemenea, că incidenţa osteoartritei a crescut la şoarecii masculi odată cu vârsta, în timp ce şoarecii femele nu au prezentat niciun debut al bolii şi ţesutul cartilajului lor a fost în general păstrat. Această descoperire neaşteptată diferă de răspunsul observat la oameni, unde femeile aflate în postmenopauză sunt mult mai probabil să dezvolte osteoartrită severă a genunchiului decât bărbaţii.
Aceste constatări justifică studii suplimentare, potrivit autorilor, şi un proiect este în curs de desfăşurare în laboratorul doctorului Ambrosio, pentru a examina efectele menopauzei asupra osteoartritei genunchiului la nivel molecular.Cercetările viitoare îşi propun să abordeze lacunele terapeutice referitoare la afecţiunile legate de vârstă.
În lumina recentelor descoperiri, cercetătorii intenţionează să studieze dacă există modalităţi de a interveni în procesele care duc la osteoartrită, cum ar fi blocarea căii care inhibă proteina Klotho, într-un mediu cu o matrice extracelulară rigidă. Ei speră că descoperirile lor vor putea fi folosite la dezvoltarea unor noi tratamente pentru osteoartrita şi alte afecţiuni cauzate de îmbătrânire.
„Ne interesează să evaluăm dacă reglarea epigenetică a Klotho şi a altor factori de longevitate de către matricea extracelulară poate ajuta la explicarea declinului funcţional al ţesuturilor în întregul sistem”, a mai precizat dr. Ambrosio.
