Comprender cómo se generan las células que disuelven los huesos
Papel de la proteína Cpeb4 en la generación de células críticas para el mantenimiento óseo. Crédito: Universidad de Ciencias de Tokio
Las células que disuelven los huesos llamadas osteoclastos se derivan de un tipo de células inmunitarias llamadas macrófagos. Son necesarios para el mantenimiento y renovación de los huesos. Pero los mecanismos intracelulares a través de los cuales los macrófagos se convierten en osteoclastos no se comprenden completamente. Recientemente, científicos de la Universidad de Ciencias de Tokio han descubierto el papel de una proteína llamada Cpeb4 en este proceso. Sus hallazgos sugieren objetivos terapéuticos potenciales para enfermedades óseas y articulares como la artritis y la osteoporosis.
Las enfermedades crónicas de los huesos y las articulaciones, como la osteoporosis y la artritis reumatoide, afectan a millones de personas en todo el mundo, especialmente a los ancianos, lo que reduce su calidad de vida. Un factor importante en ambas enfermedades es la actividad excesiva de las células que disuelven los huesos llamadas osteoclastos. Los osteoclastos se forman a través de la diferenciación de los macrófagos, después de lo cual adquieren su nuevo papel en el mantenimiento de huesos y articulaciones, descomponiendo el tejido óseo para permitir que los osteoblastos reparen y remodelen el sistema esquelético.
En términos generales, dos procesos intracelulares están involucrados en esta diferenciación: primero, la transcripción, en la que se crea un ARN mensajero (ARNm) a partir de la información genética en el ADN; luego, la traducción, en la que la información del ARNm se decodifica para producir proteínas que realizan funciones específicas en la célula. Desde el descubrimiento del papel de una proteína particular llamada RANKL en la formación de osteoclastos, los científicos han determinado qué vías de señalización celular y redes de transcripción regulan la generación de osteoclastos. Sin embargo, quedan por comprender los procesos celulares posteriores a la transcripción involucrados.
Ahora, en un nuevo estudio publicado en Biochemical and Biophysical Research Communications, científicos de la Universidad de Ciencias de Tokio, Japón, han descubierto el papel de un proteína llamada Cpeb4 en este complejo proceso. Cpeb4 es parte de la familia de proteínas de unión al elemento de poliadenilación citoplasmática (CPEB), que se unen al ARN y regulan la activación y represión de la traducción, así como mecanismos alternativos de corte y empalme que producen variantes de proteínas.
Dra. Tadayoshi Hayata, quien dirigió el estudio, dice: «Las proteínas CPEB están implicadas en varios procesos biológicos y enfermedades, como el autismo, el cáncer y la diferenciación de glóbulos rojos. Sin embargo, sus funciones en la diferenciación de osteoclastos no se conocen claramente. Por lo tanto, realizamos un serie de experimentos para caracterizar una proteína de esta familia, Cpeb4, utilizando cultivos celulares de macrófagos de ratón».
En los experimentos de cultivo celular, se estimularon macrófagos de ratón con RANKL para desencadenar la diferenciación de osteoclastos y los investigadores monitorearon la evolución de la cultura Descubrieron que la expresión del gen Cpeb4 y, en consecuencia, la cantidad de proteína Cpeb4 aumentaba durante la diferenciación de los osteoclastos. Luego, a través de microscopía de inmunofluorescencia, visualizaron los cambios en la ubicación de Cpeb4 dentro de las células. Descubrieron que Cpeb4 se mueve desde el citoplasma hacia los núcleos, mientras presenta formas específicas (los osteoclastos tienden a fusionarse y formar células con múltiples núcleos). Esto indica que la función de Cpeb4 asociada con la diferenciación de osteoclastos probablemente se lleva a cabo dentro de los núcleos.
Para comprender cómo la estimulación de RANKL causa esta relocalización de Cpeb4, los científicos inhibieron selectivamente algunas de las proteínas que se involucran corriente abajo en la vías de señalización intracelular activadas por la estimulación. Identificaron dos caminos como necesarios para el proceso. No obstante, se requieren más experimentos para dilucidar la secuencia de eventos que tienen lugar e identificar todas las proteínas involucradas.
Finalmente, el Dr. Hayata y su equipo demostraron que Cpeb4 es absolutamente necesario para la formación de osteoclastos utilizando cultivos de macrófagos. en el que Cpeb4 se agotó activamente. Las células de estos cultivos no se diferenciaron más para convertirse en osteoclastos.
En conjunto, los resultados son un trampolín para comprender los mecanismos celulares implicados en la formación de osteoclastos. El Dr. Hayata dice: «Nuestro estudio arroja luz sobre el importante papel de la proteína de unión al ARN Cpeb4 como factor de influencia positivo en la diferenciación de los osteoclastos. Esto nos da una mejor comprensión de las condiciones patológicas de las enfermedades óseas y articulares y puede contribuir al desarrollo de estrategias terapéuticas para enfermedades importantes como la osteoporosis y la artritis reumatoide».
Con suerte, el nivel más profundo de comprensión de la generación de osteoclastos facilitado por este estudio se traducirá finalmente en una mejor calidad de vida para las personas que viven con enfermedades dolorosas de los huesos y las articulaciones.
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La cloroquina reduce la formación de células de reabsorción ósea en la osteoporosis murina Más información: Yasuhiro Arasaki et al, La proteína de unión al ARN Cpeb4 es un nuevo regulador positivo de la diferenciación de osteoclastos, Bioquímica y comunicaciones de investigación biofísica (2020). DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.05.089 Información de la revista: Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica
Proporcionado por la Universidad de Ciencias de Tokio Cita: Comprender cómo disolver los huesos se generan las células (10 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-bone-dissolve-cells.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.