Odkrycie białek NKD2 otwiera nowe możliwości w walce z ubytkami masy kostnej

Odkrycie białek NKD2 otwiera nowe możliwości w walce z ubytkami masy kostnej

Badanie transformacyjne odkryło centralną rolę homologu 2 białka Naked Nuticles (NKD2) w regulacji różnicowania osteoblastów tworzących kości i osteoklastów resorbujących kość. Odkrycie to otwiera nowe możliwości w walce z utratą masy kostnej, szczególnie w osteoporozie pomenopauzalnej. Badania sugerują, że NKD2 nie tylko sprzyja różnicowaniu osteoblastów, ale także hamuje tworzenie adipocytów i aktywność osteoklastów, co pozycjonuje go jako potencjalny cel terapeutyczny w przypadku metabolicznych zaburzeń kości. Badanie rzuca również światło na zawiłe wzajemne oddziaływanie pomiędzy Wnt/β-kateniną a mechanistycznym celem szlaków sygnalizacyjnych kompleksu rapamycyny 1 (mTORC1), kluczowych regulatorów homeostazy kości.

Osteoporoza, choroba osłabiająca kości i zwiększająca ryzyko złamań, stanowi poważne wyzwanie dla zdrowia publicznego, szczególnie u kobiet po menopauzie. Choroba wynika z braku równowagi pomiędzy tworzeniem kości przez osteoblasty i resorpcją kości przez osteoklasty. Chociaż obecne metody leczenia skupiają się przede wszystkim na utracie masy kostnej, skutecznie wspomagają tworzenie kości. Co więcej, mechanizmy molekularne kierujące różnicowaniem mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku kostnego (BMSC) w osteoblasty lub adipocyty pozostają słabo poznane. Luki te podkreślają pilną potrzebę opracowania nowych celów molekularnych, które mogłyby usprawnić tworzenie kości, ograniczając jednocześnie resorpcję kości.

Opublikowano (doi: 10.1016/j.gendis.2024.101209) wGeny i chorobyW najnowszym badaniu przeprowadzonym 12 stycznia 2024 r. przez naukowców z Uniwersytetu Medycznego w Tianjin w Chinach zidentyfikowano nagi homolog 2 (NKD2) jako krytyczny regulator różnicowania komórek kostnych. Badania pokazują, że NKD2 poprawia różnicowanie osteoblastów, hamuje tworzenie adipocytów i hamuje aktywność osteoklastów. Regulując Wnt/β-kateninę i mechanistyczny cel szlaków sygnalizacyjnych kompleksu rapamycyny 1 (mTORC1), NKD2 odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy kości i zapewnia obiecujące nowe podejście do leczenia osteoporozy i innych zaburzeń związanych z kośćmi.

Badanie pokazuje, że poziom NKD2 ulega zwiększeniu podczas różnicowania mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku kostnego (BMSC) w osteoblasty i adipocyty. Eksperymenty funkcjonalne pokazują, że nadekspresja NKD2 poprawia różnicowanie osteoblastów, jednocześnie hamując tworzenie adipocytów. Mechanicznie NKD2 aktywuje sygnalizację Wnt/β-kateninę w komórkach różnicujących się, ale tłumi ją w komórkach niezróżnicowanych, podkreślając jej rolę zależną od kontekstu. Białko oddziałuje również z podjednostką 1 kompleksu stwardnienia guzowatego (TSC1), kluczowym regulatorem szlaku mTORC1, który dodatkowo wpływa na różnicowanie komórek kostnych. Doświadczenia in vivo na myszach po wycięciu jajników, stanowiących model osteoporozy pomenopauzalnej, wykazały, że przeszczepienie BMSC z nadekspresją NKD2 znacząco poprawiło masę kostną poprzez zwiększenie liczby osteoblastów i zmniejszenie tworzenia adipocytów. Dodatkowo NKD2 reguluje RANKL, kluczowy czynnik różnicowania osteoklastów, co skutkuje zmniejszoną resorpcją kości. Odkrycia te pozycjonują NKD2 jako podwójny cel terapeutyczny, promujący tworzenie kości, jednocześnie hamując utratę masy kostnej.

Dr Baoli Wang, współautor badania, podkreślił znaczenie odkrycia: „To badanie dostarcza przekonujących dowodów na to, że NKD2 jest głównym regulatorem różnicowania komórek kostnych. Dzięki zrozumieniu, w jaki sposób NKD2 moduluje zarówno Wnt/β-kateninę, jak i inne zaburzenia komórkowe kości.

Odkrycie kluczowej roli NKD2 w homeostazie kości stwarza ogromne nadzieje w zakresie interwencji terapeutycznych w osteoporozie i innych metabolicznych chorobach kości. Ukierunkowanie na NKD2 może utorować drogę terapiom, które nie tylko zapobiegają utracie masy kostnej, ale także wspomagają jej tworzenie, eliminując utrzymującą się od dawna lukę w leczeniu osteoporozy. Ponadto wyniki badania mogą przyczynić się do opracowania nowych biomarkerów umożliwiających wczesną diagnostykę i spersonalizowane strategie leczenia. Przyszłe badania skupią się na przełożeniu tych odkryć na zastosowania kliniczne i potencjalnie zrewolucjonizują sposób leczenia chorób kości.

Źródła: