محققان دانشگاه لایپزیگ موفق به شناسایی گیرنده‌ای شده‌اند که با تحریک آن، می‌توان رشد استخوان‌ها را تقویت کرد؛ این کشف می‌تواند مسیر درمان‌های جدید و مؤثرتر برای پوکی استخوان را هموار کند.
به گزارش تکناک، در یک تحقیق جدید، دانشمندان موفق به شناسایی گیرنده‌ای به نام GPR133 شدند که نقش محرک رشد استخوان را ایفا می‌کند. آنها دریافتند با تحریک این گیرنده، چه از طریق دارو و چه با نیروی مکانیکی، رشد استخوان افزایش می‌یابد. این کشف می‌تواند راه را برای تولید درمان‌های جدید و کم‌عارضه برای مقابله با پوکی استخوان هموار کند.
فهرست مطالب
تعادل شکننده بین تشکیل و تخریب استخوانی
استخوان‌ها توسط دو نوع سلول کلیدی بازسازی می‌شوند:
- استئوبلاست‌ها (osteoblasts) که مسئول ساخت و تشکیل بافت استخوانی جدید هستند
- استئوکلاست‌ها (osteoclasts) که استخوان‌های قدیمی یا آسیب‌دیده را تجزیه و جذب می‌کنند تا فضا برای بازسازی فراهم شود
پوکی استخوان زمانی رخ می‌دهد که تعادل بین این دو فرآیند به‌هم بخورد و تخریب استخوانی بر تشکیل آن غلبه کند.
کشف یک محرک جدید برای فعال‌سازی رشد استخوان
این مطالعه که توسط پژوهشگران دانشگاه لایپزیگ آلمان انجام شده، نشان می‌دهد گیرنده‌ای به نام GPR133 نقش مهمی در رشد استخوان ایفا می‌کند. این گیرنده روی سطح سلول‌ها قرار دارد و جزء خانواده‌ای از گیرنده‌هاست که به پروتئین‌های G متصل می‌شوند.
وقتی مولکول پیام‌رسانی به این گیرنده متصل شود، پروتئین G فعال می‌شود و مجموعه‌ای از پیام‌های شیمیایی را درون سلول به جریان می‌اندازد که در نهایت می‌تواند نحوه عملکرد سلول را تغییر دهد.
پروتئین‌های G یا G-proteins در واقع نوعی پروتئین هستند که نقش کلیدی در انتقال پیام‌های شیمیایی داخل سلول ایفا می‌کنند. این پروتئین‌ها به مولکول‌هایی به نام GTP (گوانوزین تری‌فسفات) و GDP (گوانوزین دی‌فسفات) متصل می‌شوند و بسته به اینکه به کدام‌یک متصل باشند، فعال یا غیرفعال هستند.
آزمایش‌های ژنتیکی
محققان برای بررسی عملکرد گیرنده GPR133، موش‌هایی را مهندسی ژنتیکی کردند که این گیرنده را نداشتند؛ برخی به‌طور کامل و برخی فقط در سلول‌های استخوان‌ساز. نتایج قابل توجه بود:
- استخوان‌های موش‌های بدون GPR133 نازک‌تر و ضعیف‌تر شد
- تراکم استخوان به‌طور محسوسی کاهش یافت
- علائم تخریب استخوان مشابه پوکی استخوان در انسان مشاهده شد
این یافته‌ها نشان می‌دهد گیرنده GPR133 نقش حیاتی در حفظ سلامت و استحکام استخوان‌ها ایفا می‌کند.
روشن شدن مسیرهای پیام‌رسانی درون سلولی
تحقیقات نشان داد که گیرنده GPR133 از طریق مسیرهای cAMP و بتا-کاتنین (β-catenin) سیگنال‌دهی می‌کند که مسیرهایی هستند که نقش کلیدی در رشد، بازسازی و حفظ سلامت استخوان دارند. همچنین، فعال‌سازی این گیرنده به محرک‌های فیزیکی مانند کشش یا فشار مکانیکی نیز پاسخ می‌دهد.
امیدی برای درمان پوکی استخوان
محققان یک مولکول دارویی کوچک به نام AP503 را آزمایش کردند که به‌طور اختصاصی گیرنده GPR133 را فعال می‌کند. تزریق روزانه این دارو به موش‌های سالم و موش‌های مبتلا به پوکی استخوان باعث افزایش چگالی و استحکام استخوانی شد.
ترکیب این دارو با ورزش، تأثیر دوچندانی نشان داد و رشد استخوان را بیشتر تقویت کرد.
تقویت پیام‌رسانی سلولی
گیرنده GPR133 با پروتئین دیگری به نام PTK7 که روی سطح سلول‌ها قرار دارد، ارتباط برقرار می‌کند. PTK7 مانند یک «پیام‌رسان سلولی» عمل می‌کند و سیگنال‌ها را بین سلول‌های مجاور منتقل می‌نماید.
وقتی این دو پروتئین به هم متصل می‌شوند:
- فعالیت گیرنده GPR133 افزایش می‌یابد
- فشارهای مکانیکی (مانند فشار ناشی از حرکت و فعالیت بدنی) اثر بیشتری بر سلول‌ها می‌گذارند
- این ترکیب باعث بلوغ بهتر و عملکرد مؤثرتر سلول‌های استخوان‌ساز می‌شود
به عبارت ساده‌تر، این دو پروتئین با همکاری هم، فرآیند ساخت استخوان‌های محکم و سالم را تقویت می‌کنند.
کاربردهای فراتر از درمان پوکی استخوان
گیرنده GPR133 تنها برای استخوان نیست. در پژوهش‌های قبلی مشخص شد فعال‌سازی این گیرنده با مولکول دارویی AP503 موجب تقویت عضلات اسکلتی نیز می‌شود. بنابراین، این گیرنده می‌تواند در درمان تحلیل عضلانی، از دست دادن استخوان ناشی از بی‌تحرکی، یا حتی کاهش تراکم استخوان در فضانوردان نیز مؤثر باشد.
محدودیت‌ها و آینده درمانی
با اینکه این یافته‌ها امیدبخش‌اند، هنوز محدودیت‌هایی وجود دارد:
- این تحقیق فقط روی حیوانات انجام شده و تفاوت‌هایی با فیزیولوژی انسانی دارد
- ایمنی بلندمدت، عوارض احتمالی و تأثیر AP503 بر سایر بافت‌ها هنوز ناشناخته است
اما با وجود این محدودیت‌ها، فعال‌سازی GPR133 می‌تواند به درمانی شخصی‌سازی‌شده برای افرادی که به‌طور ژنتیکی مستعد پوکی استخوان هستند، تبدیل شود.
این تحقیق نوید ظهور نسل جدیدی از درمان‌های هدفمند برای پوکی استخوان را می‌دهد که ممکن است عوارض جانبی کمتری نسبت به درمان‌های فعلی داشته باشند. همچنین، این مسیر می‌تواند در آینده به‌سوی پزشکی شخصی‌سازی‌شده و درمان اختلالات استخوانی و عضلانی پیش رود.
