Crédito: CC0 Public Domain

En un descubrimiento inesperado, los investigadores de la UCLA descubrieron que un gen previamente conocido para controlar el metabolismo humano también controla el equilibrio del hueso y la grasa en la médula ósea y también cómo una célula madre adulta expresa su tipo celular final. Los hallazgos podrían conducir a una mejor comprensión de la alteración de la relación hueso-grasa en la médula ósea, así como a sus consecuencias para la salud, y también señalar al gen como un objetivo terapéutico prometedor en el tratamiento de la osteoporosis y el envejecimiento esquelético.

Hasta ahora, el gen PGC-1α, un activador de genes, se conocía principalmente para regular las reacciones que convierten y mantienen la energía para las células humanas. El estudio dirigido por el Dr. Cun-Yu Wang, presidente y profesor de biología oral y medicina, y el Dr. Bo Yu, profesor asistente de odontología restauradora, ambos de la Facultad de Odontología de la UCLA, ha demostrado que PGC-1α puede tener un impacto real. si las células madre se convierten en células grasas o células y, a su vez controlan la equilibrio de grasas en la médula ósea.

La investigación se publica en línea en la revista Cell Stem Cell .

El tejido de la médula ósea está compuesto de células sanguíneas, tejido adiposo de la médula (o grasa) y células estromales de soporte (células del tejido conectivo de cualquier órgano). Durante años, los médicos han notado una relación inversa entre y células grasas en la médula ósea en diversas condiciones médicas. Un aumento en la grasa de la médula a menudo se acompaña de una disminución en la masa ósea en el envejecimiento, así como la osteoporosis y otros trastornos metabólicos.

Los osteoblastos, o células formadoras de hueso, y los adipocitos, o células formadoras de grasa, derivan de un conjunto común de , que son células del estroma que pueden convertirse en varios tipos diferentes de células. Esta composición sugiere una compensación entre los dos tipos de células y una anormalidad en cómo una célula expresa su tipo final de células madre mesenquimales en el envejecimiento esquelético y la osteoporosis. La base molecular de este fenómeno es poco conocida. El estudio adicional y la comprensión de la relación inversa de la pérdida ósea con la formación de grasa pueden conducir a nuevos tratamientos para estas afecciones.

Wang y Yu notaron en la médula ósea humana y de ratón que la expresión del gen PGC-1α disminuía drásticamente con la edad avanzada. Inicialmente, los investigadores querían comprender mejor el papel de este gen en la pérdida ósea inducida por la edad. La pareja comenzó su estudio mediante la creación de un modelo de ratón que tenía las proteínas PGC-1α eliminadas de las células madre mesenquimales. Encontraron algo inesperado cuando estos ratones se sometieron a un procedimiento que simulaba osteoporosis: hubo un aumento significativo en la grasa de la médula junto con la disminución esperada de la masa ósea.

“Lo que encontramos fue particularmente intrigante, dado que PGC-1α anteriormente solo se ha relacionado con el metabolismo, pero no con células madre adultas”, dijo Wang, quien también es decano asociado de la escuela de odontología para estudios de posgrado. “Esta revelación sugiere que PGC-1α podría influir en cómo las células madre se diferencian en células óseas y no grasas, y también podría conducir a nuevas terapias en la osteoporosis”.

Para probar sus hallazgos, crearon un modelo de ratón en el que se aumentó la expresión del gen PGC-1α. Lo que ocurrió fue lo opuesto a lo que sucedió con su primer modelo: hubo una desaceleración en y una disminución en la grasa de la médula ósea, lo que sugiere que PGC-1α puede desempeñar un papel protector en el mantenimiento del equilibrio entre huesos.

El equipo descubrió que PGC-1α activaba directamente la expresión de TAZ, un regulador principal que previamente se había informado que promovía la formación de hueso mientras que inhibía la diferenciación de células grasas del tallo mesenquimal. .

“Se puede comparar PGC-1α a un río que nutre o mantiene la masa ósea a medida que serpentea a través del paisaje medular”, dijo Yu. “El río corre seco a medida que envejecemos, lo que provoca más para formar a expensas de hueso “.

Se ha encontrado que el ejercicio físico induce la expresión de PGC-1α. Este estudio también sugiere que el ejercicio físico regular puede ayudar a mantener la salud ósea y prevenir el envejecimiento esquelético, además de proporcionar otros beneficios para la salud.


Explora más:
Los investigadores diseñan tejido de médula ósea humana