Osteoporozė – tai kaulus silpninanti liga, kuria serga dešimtys milijonų žmonių visame pasaulyje. Dabar atsirado vilčių sukurti naujų, labiau taikinių terapijų, nes mokslininkai atskleidė pagrindinį mechanizmą, paaiškinantį, kaip mankšta stiprina kaulus.
Geriau supratus iki šiol menkai žinotą procesą, atsiranda galimybė jį panaudoti kovojant su osteoporoze sukeltu kaulų trapumu. Jau seniai žinoma, kad fizinis aktyvumas gerina kaulų būklę, tačiau iki šiol nebuvo aišku, kaip tiksliai tai vyksta molekuliniame lygmenyje.
Honkongo universiteto mokslininkų vadovaujama tyrėjų komanda identifikavo konkretų baltymą, veikiantį kaip savotiškas „mankštos jutiklis“ mūsų kauluose. Jam suaktyvėjus, skatinamas kaulų augimas ir mažėja riebalų sankaupos.
„Turime suprasti, kaip mūsų kaulai stiprėja judant ar sportuojant, kad galėtume pamėginti atkartoti mankštos naudą molekuliniu lygiu“, – aiškina Honkongo universiteto biomedicinos mokslininkas Xu Aimin. – „Šis tyrimas yra itin svarbus žingsnis siekiant šio tikslo.“
Tyrimas buvo sutelktas į kaulų čiulpų mezenchimines kamienines ląsteles (BMMSC). Savo pradinėje formoje jos gali vystytis dviem kryptimis: tapti kaulą formuojančiomis ląstelėmis – osteoblastais – arba riebalinėmis ląstelėmis – adipocitais.
Kokią kryptį pasirinks BMMSC, lemia daugybė veiksnių: augimo signalai, hormonai, uždegimo lygis ir – ypač šiame tyrime – fizinės jėgos, atsirandančios mankštinantis.
Iš ankstesnių eksperimentų su laboratorijoje auginamomis ląstelėmis jau buvo žinoma, kad mechaniniai poveikiai svarstykles nusveria kaulų formavimosi naudai ir slopina riebalų kaupimąsi, tačiau nebuvo aišku, kodėl taip nutinka. Siekdami tai išsiaiškinti, mokslininkai nagrinėjo baltymą Piezo1, kuris, kaip parodė ankstesni tyrimai, į mechaninį spaudimą, įtempimą ar stresą reaguoja generuodamas biologinius signalus.
Pašalinus Piezo1 iš pelių ląstelių, šios gyvūnų patelės ir patinai ėmė pasižymėti mažesniu kaulų tankiu ir silpnesniu kaulų formavimusi. Be to, jų kaulų čiulpuose padaugėjo adipocitų. Vėlesni bandymai parodė, kad pelėms, kurioms trūko Piezo1, fizinis krūvis nesuteikė įprastinio kaulus stiprinančio poveikio.
Mokslininkai taip pat nustatė tikslius signalinius kelius, kuriais veikia Piezo1, ir atskleidė, kaip šio baltymo trūkumas skatina uždegimą bei riebalų augimą. Svarbu tai, kad šiuos pokyčius buvo galima pakeisti – suaktyvinus Piezo1 arba atstačius jo valdomų procesų poveikį. Jei ateityje būtų kuriami vaistai, imituojantys Piezo1 veiklą, ši informacija būtų esminė.
„Iš esmės mes iškodavome, kaip organizmas paverčia judėjimą stipresniais kaulais, – sako Xu Aimin. – Identifikavome molekulinį mankštos jutiklį Piezo1 ir signalinius kelius, kuriuos jis valdo.“
„Tai suteikia aiškų taikinį intervencijai. Aktyvindami Piezo1 kelią galėtume imituoti mankštos poveikį, tarsi apgaudami organizmą ir priversdami jį manyti, kad jis mankštinasi, net kai realaus judėjimo nėra.“
Mūsų kaulai natūraliai silpnėja su amžiumi, todėl didėja osteoporozės rizika. Daugeliui žmonių – ypač vyresnio amžiaus ar labai nusilpusių – reguliari mankšta yra sudėtinga ar net neįmanoma. Gydymas, galintis bent iš dalies atkartoti mankštos biologinę naudą, galėtų padėti apsaugoti šias grupes nuo kaulų masės netekimo.
Vis dėlto iki tokio gydymo dar toli. Tyrimas atliktas su pelių modeliais, o ne su žmonėmis, be to, į Piezo1 taikyti terapinius poveikius reikia labai atsargiai – šis baltymas atlieka daug skirtingų funkcijų visame organizme. Netinkamas jo veiklos keitimas gali pridaryti daugiau žalos nei naudos.
Vis dėlto šis ir panašūs tyrimai gerokai praplečia supratimą apie tai, kaip vystosi osteoporozė. Senstant visuomenei ir daugėjant vyresnio amžiaus žmonių, ypač svarbu rasti būdų, kaip kuo ilgiau išlikti sveikiems ir savarankiškiems.
„Tai atveria perspektyvų strategiją, kuri peržengia tradicinės kineziterapijos ribas“, – teigia mechanobiologas, vyresnysis tyrimo autorius Ericas Honoré iš Molekulinės ir ląstelinės farmakologijos instituto Prancūzijoje.
„Ateityje, pasitelkę tikslinius gydymo metodus, galėtume suteikti dalį mankštos biologinių naudų, taip sulėtindami kaulų netekimą pažeidžiamose grupėse – pavyzdžiui, gulintiems pacientams ar žmonėms, kurių judrumas ribotas – ir ženkliai sumažindami jų lūžių riziką.“
