Comprendre comment une protéine de signalisation bien connue influence si les cellules souches de la moelle osseuse se transforment en os ou en graisse peuvent transformer la vue des scientifiques sur l'ostéoporose et conduire à de nouveaux traitements pour la maladie de l'amincissement osseux.

Ce sont les implications d'une nouvelle étude menée par Harvard Medical School (HMS) qui a été publiée en ligne en Le Journal of Clinical Investigation Le 13 août.

L'auteur principal Bjorn Olsen, professeur de biologie cellulaire à HMS de Hersey, a déclaré à la presse ce qu'ils ont trouvé:

"Cela déplace la réflexion sur ce qui contrôle la différenciation des cellules souches aux cellules osseuses au lieu des cellules adipeuses et comment s'assurer que ce mécanisme reste actif avec le vieillissement".

L'os n'est pas un matériau mort: c'est un tissu vivant qui change tout le temps, car il se forme continuellement et réabsorbe.

L'ostéoporose est une maladie osseuse commune où le tissu osseux devient progressivement plus mince, ce qui entraîne un risque accru de fracture. Il affecte environ 1 femme américaine sur 5 et est pensée être causée par des cellules souches qui se différencient normalement en cellules formant les os devenant des cellules adipeuses à la place du temps.

Pour l'étude, Olsen, qui est professeur de biologie du développement et de doyen pour la recherche à la Harvard School of Dental Medicine, et ses collègues, a décidé d'étudier le rôle du facteur de croissance endothélial vasculaire, ou VEGF, une protéine de signalisation commune qui joue un rôle clé dans Le développement des vaisseaux sanguins qui sont importants dans la croissance osseuse précoce et l'entretien squelettique chez les mammifères. La protéine fonctionne en activant les récepteurs à la surface des cellules.

Des souris génétiquement modifiées qui manquent de VEGF

Dans un premier temps, les chercheurs ont génétiquement manipulé des souris de laboratoire qui n'avaient pas la capacité de fabriquer du VEGF dans leurs cellules souches de moelle osseuse.

Peu de temps après leur naissance, les squelettes des souris ont commencé à montrer des qualités semblables à celles de l'ostéoporose, comme une osseuse réduite et une accumulation de graisse dans la moelle osseuse.

Lorsque les chercheurs ont isolé les cellules souches des souris et les ont cultivées en culture, ils ont constaté qu'elles étaient plus susceptibles de se différencier en cellules adipeuses que dans des cellules ou des ostéoblastes osseux.

Pour vérifier que c'était l'absence de VEGF qui produisait cet effet, les chercheurs ont désactivé le VEGF dans les cellules souches de souris sauvages. Ils ont utilisé une méthode appelée interférence de l'ARN pour le faire.

Le résultat était similaire aux souris génétiquement modifiées qui n'avaient pas la capacité de fabriquer du VEGF, confirmant ainsi que la protéine était nécessaire pour que les cellules souches se différencient normalement en cellules formant des os.

Seul le VEGF produit à l'intérieur des cellules souches fonctionne

Cependant, il n'était pas clair de quelle manière le VEGF a affecté le processus de différenciation des cellules souches. Est-ce que la simple baignaison des cellules dans le VEGF qu'elles ne sécrètent pas suffirait à stimuler la différenciation normale dans les cellules formant des os?

Mais lorsqu'ils ont ajouté de la protéine VEGF aux cellules dans la culture de cellules souches à partir des souris manipulées, les chercheurs ont constaté qu'il ne restaurait pas la différenciation normale.

Donc, peut-être que ce n'est pas le VEGF qui compte, mais le fait qu'il soit fabriqué à l'intérieur des cellules souches.

Pour tester cela, les chercheurs ont réintroduit le code génétique manquant pour produire la protéine dans les noyaux des cellules dans la culture cellulaire (ils l'ont fait en insérant un virus portant le bit de code manquant).

Cela a fonctionné: une fois que les cellules souches cultivées ont reçu le code génétique manquant pour fabriquer du VEGF, ils commencent à fabriquer des protéines VEGF et à se différencier en cellules formant des os à des taux similaires à ceux des cellules normales.

Cela suggère que la capacité des cellules souches de moelle osseuse à se différencier en cellules formant des os nécessite le VEGF qui est fabriqué à l'intérieur des cellules.

Les chercheurs ont confirmé ces résultats plutôt inattendus avec d'autres expériences biochimiques et de contrôle.

À partir d'autres expériences, ils ont également établi que le VEGF contrôle les molécules importantes pour la formation des os et la différenciation des cellules graisseuses, et elle régule également une protéine dans les noyaux cellulaires qui est censé jouer un rôle dans le vieillissement prématuré.

Quoi de neuf?

Olsen et son équipe veulent maintenant en savoir plus sur les voies de signalisation du VEGF dans les cellules souches de la moelle osseuse, et identifier les cibles pour les médicaments.

Il a déclaré à la presse s'ils pouvaient mieux comprendre les mécanismes de signalisation et savoir quelles parties de ces derniers visaient à augmenter la production de VEGF à l'intérieur des cellules, alors peut-être que cela ouvrirait des voies potentielles pour de nouvelles thérapies pour l'ostéoporose.

Les bourses et les fonds du NIH d'une bourse d'études de Dean de la Faculté de médecine dentaire de Harvard ont aidé à payer l'étude.

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