El riesgo de fractura ósea puede aumentar cuando los procesos enzimáticos críticos disminuyen
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La pérdida de procesos enzimáticos dentro del cuerpo puede aumentar el riesgo de fractura ósea de una persona. Esta nueva perspectiva fue publicada recientemente en eLife por un equipo internacional de científicos e ingenieros dirigido por Deepak Vashishth, director del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios (CBIS) del Instituto Politécnico Rensselaer.
Los procesos enzimáticos son esenciales para cualquier cantidad de reacciones químicas que ocurren dentro del cuerpo, incluida la producción de la matriz extracelular dentro del hueso que es fundamental para el soporte mecánico. La fosforilación, uno de esos procesos enzimáticos clave, es la unión de un fosforilo a una proteína y es fundamental para la regulación celular. Este proceso desempeña un papel en muchas enfermedades, pero hasta ahora, los investigadores no sabían si alteraba la integridad de los tejidos y la función de los órganos.
En este artículo, los investigadores observaron una proteína conocida como osteopontina, que desempeña un papel papel vital en mantener la matriz unida. Los investigadores desarrollaron un proceso mediante el cual podían inducir la fosforilación, o su contraparte, la desfosforilación en huesos de ratones genéticamente modificados, algunos que tenían osteopontina y otros que no. Al comparar los resultados de los dos grupos, los investigadores encontraron que la resistencia a la fractura, una medida de la resistencia mecánica del hueso, aumentaba con la fosforilación de la osteopontina y disminuía con la desfosforilación. Más específicamente, la fosforilación mejoró los enlaces cruzados y aumentó la atracción entre los grupos cargados en la osteopontina y el mineral óseo, fortaleciendo el hueso y dificultando su fractura.
«Este es el primer estudio que establece que la fosforilación en los huesos importa , particularmente cómo ayuda al hueso a liberar energía, y que la pérdida de esta modificación es mala para el hueso», dijo Vashishth.
El equipo también estudió el efecto de los niveles de fosforilación de la osteopontina en las raras enfermedades óseas hipofosfatemia e hiperfosfatemia , que se asocian con deformidades esqueléticas. En ambas enfermedades, dijo Vashishth, los niveles de fosforilación de osteopontina disminuyeron, un hallazgo que sienta las bases para una mayor exploración.
«Otro descubrimiento prometedor fue que estos niveles cambian con las enfermedades en los huesos», dijo Vashishth. «¿La fosforilación afecta directamente la propensión a fracturas de los huesos en estas enfermedades? ¿Y qué herramientas terapéuticas podemos usar para solucionar esto? Estas son las preguntas que queremos investigar».
En el espíritu de la Nueva Polytechnic, el modelo que impulsa la investigación y la educación en Rensselaer, esta investigación fue altamente colaborativa entre múltiples disciplinas. Vashishth y su laboratorio trabajaron con investigadores de la Universidad McGill en Canadá, la Universidad de Southampton en el Reino Unido, la Universidad de Patras en Grecia, la Universidad de Aarhus en Dinamarca y la Universidad Tecnológica de Viena en Austria. Cada equipo de investigación aportó una experiencia diferente y una pieza de este rompecabezas al trabajo.
Los hallazgos del equipo también pueden aplicarse a procesos similares dentro de otros tejidos conectivos y posibles terapias para contrarrestar los niveles anormales de fosforilación de osteopontina.
«Esto no es solo específico del hueso, porque la fosforilación es un cambio más ubicuo en otros tejidos del cuerpo», dijo Vashishth. «La osteopontina no solo está en los huesos, está en otros tejidos de nuestro cuerpo, como los riñones y varios otros lugares. Esta investigación también puede arrojar luz sobre otras cosas que pueden suceder en todo el cuerpo».
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El análisis a nivel atómico del hueso tiene como objetivo predecir y disminuir las fracturas en los diabéticos Más información: Stacyann Bailey et al, El papel de la fosforilación de la matriz extracelular en la disipación de energía en el hueso, eLife (2020). DOI: 10.7554/eLife.58184 Información del diario: eLife
Proporcionado por el Instituto Politécnico Rensselaer Cita: El riesgo de fractura ósea puede aumentar cuando los procesos enzimáticos críticos disminuyen (2021, enero 5) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-bone-fracture-critical-enzymatic-decline.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.