naukowcy niedawno opisali swoją pracę w Proceedings of the National Academy of Sciences. W badaniu zespół pokazuje, w jaki sposób utrata białka HMGB2, znajdującego się w powierzchniowej warstwie chrząstki stawowej, prowadzi do postępującego pogorszenia chrząstki, która jest cechą charakterystyczną choroby zwyrodnieniowej stawów.
„znaleźliśmy mechanizm, który zaczyna wyjaśniać, w jaki sposób i dlaczego starzenie się prowadzi do pogorszenia chrząstki stawowej”, mówi dr med., światowej sławy badacz zapalenia stawów, który prowadził badania z Noboru Taniguchi, MD, Ph. D., starszy współpracownik badawczy w swoim laboratorium. „Nasze wyniki pokazują bezpośredni związek między utratą tego białka a chorobą zwyrodnieniową stawów.”
choroba zwyrodnieniowa stawów zazwyczaj zaczyna się od zakłócenia warstwy powierzchniowej chrząstki. Warstwa powierzchniowa chrząstki, zwana strefą powierzchowną, jest najważniejszą funkcjonalnie z czterech warstw chrząstki obecnych w stawach. W normalnych stawach powierzchnia chrząstki jest idealnie gładka, dzięki czemu stawy ślizgają się po sobie bez tarcia. Gdy chrząstki strefy powierzchownej zaczyna się pogarszać, choć, choroba zwyrodnieniowa stawów ustawia się, wyzwalając nieodwracalny proces, który ostatecznie prowadzi do utraty leżących warstw chrząstki do kości zaczyna boleśnie szlifować przeciwko kości. Choroba zwyrodnieniowa stawów najczęściej dotyka kręgosłupa, stawów skroniowo-żuchwowych, barków, rąk, bioder i kolan.
„wiedzieliśmy, że pierwszą fazą choroby zwyrodnieniowej stawów jest zniszczenie chrząstki w strefie powierzchownej”, mówi Lotz, który spędził ostatnie pięć lat badając rolę HMGB2 w chorobie zwyrodnieniowej stawów. „Teraz wiemy, że zanim ta warstwa zostanie zniszczona, dochodzi do utraty krytycznego białka wiążącego DNA HMGB2 i że utrata ta jest bezpośrednio związana ze starzeniem się.”
zespół odkrył, że białko hmgb2 jest wyjątkowo wyrażone w powierzchniowej warstwie chrząstki w stawach, gdzie wspiera przetrwanie chondrocytów, komórek, które produkują i utrzymują chrząstkę. Starzenie się wiąże się z utratą HMGB2 i towarzyszącą jej redukcją lub całkowitą eliminacją chondrocytów w strefie powierzchownej. Naukowcy dostarczyli dalszych powiązań między hmgb2 i chorobą zwyrodnieniową stawów poprzez hodowlę myszy z genetycznie niedoborem hmgb2; myszy te miały wcześniejszy i cięższy początek choroby zwyrodnieniowej stawów.
odkrycia, dokonane we współpracy z kolegami z Scripps Research, Uniwersytetu San Raffaele w Mediolanie, Włochy i Uniwersytetu Kagoshima w Kagoshima, Japonia, stanowią obiecującą drogę do zbadania rozwoju nowych opcji leczenia choroby zwyrodnieniowej stawów.
„Jeśli można znaleźć małe cząsteczki, aby zapobiec lub zatrzymać utratę HMGB2, lub odwrotnie, aby stymulować produkcję tego białka, możliwe jest, że choroba zwyrodnieniowa stawów może pewnego dnia zostać zapobiegnięta lub odwrócona”, mówi Lotz.
odkrycie wpłynie również na badania nad wykorzystaniem komórek macierzystych w regeneracji tkanek. Ponieważ chrząstka nie jest w stanie sama się wyleczyć, naukowcy szukali sposobów wykorzystania komórek macierzystych do hodowli chrząstki zastępczej w laboratorium, które mogłyby być użyte do chirurgicznego zastąpienia uszkodzonej lub nieistniejącej chrząstki. Dzięki odkryciu związku między hmgb2 a białkiem warstwy powierzchniowej naukowcy mają teraz pojęcie o tym, jak mogą być w stanie zaprojektować chrząstkę warstwy powierzchniowej.
„w miarę starzenia się naszej populacji choroba zwyrodnieniowa stawów stanie się coraz większym problemem zdrowotnym”, mówi Lotz. „Każdy w końcu dostaje choroby zwyrodnieniowej stawów; nawet ci ludzie, którzy nie są funkcjonalnie upośledzone przez chorobę znajdują się uszkodzenia chrząstki. A wszystko zaczyna się od utraty komórek w warstwie powierzchniowej. Mamy teraz punkt wyjścia do potencjalnej profilaktyki, diagnozy i leczenia.”
praca ta została wsparta przez National Institutes of Health, a także przez granty od Arthritis National Research Foundation i Japan Orthopaedics and Traumatology Foundation, Inc.
