الجزيء الرئيسي يفسر سبب ضعف العظام مع تقدم العمر
كشفت دراسة هي الأولى من نوعها أنه مع تقدمنا في العمر ، تزداد مستويات جزيء معين ، مما يؤدي إلى إسكات جزيء آخر ينتج عظامًا صحية. كما يشير إلى أن تصحيح هذا الخلل قد يحسن صحة العظام ، وربما يوفر طرقًا جديدة لعلاج هشاشة العظام.
تصيب هشاشة العظام حوالي 200 مليون امرأة في جميع أنحاء العالم.
يُعتقد أن واحدة من كل 3 نساء و 1 من كل 5 رجال يبلغون من العمر 50 عامًا أو أكثر يعانون من كسر في العظام في حياتهم نتيجة لهشاشة العظام.
في الولايات المتحدة ، تشير التقديرات إلى أن 44 مليون شخص فوق سن الخمسين يعانون من هذه الحالة ، مما يجعلها مشكلة صحية عامة رئيسية.
تقربنا الأبحاث الجديدة من فهم العملية التي تؤدي إلى تدهور العظام عند الإصابة بهشاشة العظام وإلى الطرق الجديدة المحتملة التي يمكن من خلالها معالجة هذه الحالة.
تشرح النتائج الديناميكية الجزيئية الرئيسية التي تفسر الضعف التدريجي لعظامنا مع تقدمنا في العمر.
الدكتور ساداناند فولزيل ، عالم أحياء العظام الذي يعمل في قسم جراحة العظام في جامعة أوغوستا في جورجيا ، هو باحث مشارك ومؤلف آخر للورقة البحثية الجديدة ، والتي نُشرت في مجلة علم الشيخوخة: العلوم البيولوجية.
تكبير الجاني الجزيئي الصغير
يشرح الدكتور فولزيل وزملاؤه عملية تكوين العظام - والتي تبدأ بالخلايا الجذعية اللحمية المتوسطة. هذه هي الخلايا الجذعية التي يمكن العثور عليها في نخاع العظام والتي يمكن أن تتشكل مثل الغضاريف أو العظام أو الدهون في نخاع العظام.
أحد العوامل التي تؤثر على الشكل الذي ستتخذه هذه الخلايا في النهاية هو جزيء إشارة يسمى العامل المشتق من الخلايا اللحمية (SDF-1).
أظهرت الأبحاث السابقة التي أجراها نفس الفريق مدى أهمية SDF-1 في تمايز الخلايا الجذعية الوسيطة في الخلايا المختلفة الضرورية لصحة العظام.
أظهرت الدراسات التي أجريت في المختبر وفي الجسم الحي التي أجراها الباحثون الدور الرئيسي لجزيء الإشارة هذا في تكوين العظام. SDF-1 مهم أيضًا لإصلاح العظام ويحمي خلايا العظام من الإجهاد التأكسدي ، وهو اختلال التوازن بين الجذور الحرة ومضادات الأكسدة في الجسم الذي يؤدي في النهاية إلى تلف الحمض النووي والمرض.
أيضًا ، أظهرت الدراسات السابقة أن مستويات SDF-1 تنخفض في الفئران المسنة ؛ لذلك ، في هذه الدراسة ، أراد الدكتور فولزيل وفريقه أن يفهموا بدقة كيفية تنظيم مستويات هذا الجزيء.
في بعض أبحاثه السابقة ، أظهر الدكتور فولزيل أن جزيءًا صغيرًا يسمى microRNA-141-3p يمنع فيتامين C ، أحد مضادات الأكسدة الرئيسية ، من الوصول إلى خلايا العظام لدينا.
عرف الفريق بالفعل أن الجزيء يمكن أن يمنع الخلايا الجذعية الوسيطة من التمايز إلى خلايا أخرى ، بالإضافة إلى حقيقة أن microRNA-141-3p يزداد مع تقدم العمر. لذلك ، افترض الدكتور فولزيل وفريقه أن microRNA-141-3p يخفض SDF-1 ، وأن هذه هي إحدى الطرق الرئيسية التي يوقف بها هذا الجزيء الصغير تكوين العظام السليمة.
استعادة وظيفة العظام الطبيعية بالرغم من تقدم العمر
ولاختبار ذلك ، قام الدكتور فولزيل وزملاؤه بتحليل خلايا اللحمة المتوسطة من كل من البشر والفئران. في الخلايا الشابة ، وجدوا أن مستويات microRNA-141-3p كانت منخفضة. ومع ذلك ، في الخلايا القديمة ، تضاعفت مستويات هذا الجزيء ثلاث مرات. كان العكس صحيحًا بالنسبة لمستويات SDF-1.
ثم قام الباحثون بحقن microRNA-141-3p في الخلايا الجذعية الوسيطة التي تم الحصول عليها من البالغين الذين تتراوح أعمارهم بين 18 و 40 عامًا ، وكذلك من كبار السن الذين تتراوح أعمارهم بين 60 و 85 عامًا والذين خضعوا لجراحة العظام.
أدى حقن microRNA-141-3p إلى انخفاض مستويات SDF-1 وتسبب في إنتاج الخلايا الجذعية المزيد من الدهون بدلاً من الخلايا العظمية. أوضح الباحثون أنه مع تقدم العمر ، يصبح جعل الخلايا الدهنية أكثر سهولة من الخلايا العظمية.
أيضًا ، أضاف الفريق microRNA-141-3p إلى خلايا العظام ، مما أدى إلى تدهور وظيفة العظام. ومع ذلك ، فإن تطبيق مثبط microRNA-141-3p يحسن وظيفة العظام.
يشرح الدكتور فولزيل أن النتائج تشير إلى أن استخدام مثبطات microRNA-141-3p ذات يوم يمكن أن يساعد الخلايا الجذعية على الاستمرار في التمايز إلى خلايا العظام على الرغم من العمر والحالات المرضية مثل هشاشة العظام.
المانع ، كما يقول الدكتور فولزيل ، "تطبيع وظيفة العظام. نعتقد أن مثبطًا من الدرجة السريرية قد يساعدنا في فعل الشيء نفسه مع الأشخاص ".
ويضيف: "إذا كان عمرك 20 عامًا وتصنع عظامًا رائعة ، فلا يزال لديك microRNA-141-3p في الخلايا الجذعية الوسيطة. ولكن عندما يكون عمرك 81 عامًا وتضعف العظام ، يكون لديك الكثير منها ".
"تريد نوعًا ما في تلك البقعة الجميلة" ، يشرح مؤلف الدراسة المشارك المشارك الدكتور ويليام د. هيل ، باحث في الخلايا الجذعية من جامعة أوغوستا. يقول الباحثون إنهم يخططون لنقل نتائجهم إلى نماذج ما قبل السريرية ، حيث يريدون إيجاد طرق لاستعادة المستويات الصحية من microRNA-141-3p و SDF-1.
"ما نحاول القيام به هو الاتصال به مرة أخرى من حيث يتم التعبير عن [microRNA-141-3p] بشكل مفرط بسبب عوامل مثل الشيخوخة والإجهاد التأكسدي وقمع الإستروجين ، وإعادته إلى النطاق الذي من شأنه أن يسمح بشكل فعال بمزيد من الطبيعي تكوين العظام."
د. وليام د. هيل
يضيف الدكتور هيل: "لقد حددنا عددًا من الرنا الميكروي الذي يتغير في الخلايا الجذعية لنخاع العظم مع تقدم العمر ، ونحن نلاحق كل واحدة منها لفهم كيفية عملها".
"لقد بدأنا في اتخاذ المزيد من نهج الأنظمة البيولوجية ، [حيث نحن] لا نغير فقط جزيءًا مستهدفًا واحدًا ، ولكن ننظر في كيفية تغير هذه الشبكة من الجزيئات مع تقدم العمر أو المرض وكيف يمكننا الوصول إليها و [...] إعادة ضبطها هذه المسارات المختلفة ".
