Vitamina K este cunoscută de mult timp pentru contribuția sa la sănătatea sistemului osos. Cu toate acestea, mecanismele prin care această vitamină protejează scheletul au rămas parțial neclare. O echipă de cercetători din Canada a identificat acum o cale biologică necunoscută până în prezent, care explică modul în care vitamina K influențează comunicarea dintre celulele implicate în remodelarea osoasă.
Studiul, coordonat de dr. Mathieu Ferron de la Institutul de Cercetări Clinice din Montreal, arată că vitamina K nu susține doar mineralizarea oaselor, ci intervine și în reglarea procesului prin care țesutul osos este distrus și reconstruit permanent, potrivit Nature.
Oasele nu sunt structuri statice. În fiecare zi, anumite celule elimină țesutul osos vechi, iar altele produc os nou. Acest echilibru asigură rezistența și adaptabilitatea scheletului pe parcursul vieții.
Procesul implică două tipuri principale de celule:
Atunci când activitatea osteoclastelor depășește capacitatea osteoblastelor de a reface osul, apare pierderea de masă osoasă, un fenomen asociat cu osteoporoza și cu un risc crescut de fracturi.
Pentru a înțelege rolul vitaminei K, cercetătorii au studiat anumite enzime implicate într-un proces chimic din organism numit γ-carboxilare, un proces care depinde de această vitamină.
Rezultatele au arătat că aceste enzime se găsesc în principal în osteoblaste, nu în osteoclaste. Pornind de la această observație, cercetătorii au eliminat genetic una dintre enzimele-cheie din osteoblastele unor șoareci masculi.
La vârsta de șase luni, animalele prezentau o masă osoasă semnificativ mai mare și o structură osoasă mai densă comparativ cu exemplarele normale. Analizele ulterioare au indicat că această creștere nu provenea din formarea accelerată de os, ci din reducerea degradării osoase. Numărul osteoclastelor era mai mic, iar markerii biologici ai resorbției osoase aveau valori reduse.
În căutarea unui mediator molecular, echipa a identificat proteina GAS6, produsă de osteoblaste. Aceasta transmite semnale către precursorii osteoclastelor prin intermediul receptorilor AXL și MerTK.
Experimentele de laborator au demonstrat că forma activată a proteinei GAS6 stimulează dezvoltarea osteoclastelor și favorizează apariția unor celule mai mari, cu o capacitate sporită de degradare a osului. În schimb, blocarea receptorilor implicați a redus semnificativ formarea osteoclastelor.
"Descoperirile noastre dezvăluie un mecanism neașteptat prin care osteoblastele reglează activ maturizarea osteoclastelor. γ-carboxilarea dependentă de vitamina K nu influențează doar mineralizarea osoasă. Ea controlează și modul în care osteoblastele comunică cu precursorii osteoclastelor prin semnalizarea GAS6", a declarat dr. Mathieu Ferron.
Pentru a verifica efectele GAS6 în condiții reale, cercetătorii au studiat șoareci modificați genetic pentru a produce niveluri crescute ale acestei proteine.
Rezultatele au fost inverse față de cele observate anterior: animalele au prezentat densitate osoasă redusă, un număr mai mare de osteoclaste și o intensificare a procesului de resorbție osoasă. Cercetătorii au concluzionat că GAS6 favorizează în special fuziunea precursorilor osteoclastelor în celule mature, responsabile de degradarea osului.
Noua descoperire oferă o explicație mai clară pentru influența vitaminei K asupra sănătății scheletului și deschide perspective pentru dezvoltarea unor terapii inovatoare.
"Studiul oferă un nou cadru pentru înțelegerea modului în care vitamina K influențează biologia scheletului", a explicat dr. Ferron.
Potrivit acestuia, "țintirea proteinei GAS6 sau a semnalizării prin receptorii TAM ar putea ajuta, în viitor, la controlul resorbției osoase excesive, fără afectarea remodelării normale a osului".
Autorii studiului consideră că axa de semnalizare GAS6-TAM ar putea deveni o țintă importantă în tratamentul osteoporozei și al altor afecțiuni caracterizate prin activitate excesivă a osteoclastelor.
Prin identificarea acestei legături moleculare dintre osteoblaste și osteoclaste, cercetarea aduce informații esențiale despre menținerea echilibrului osos și oferă noi direcții pentru prevenirea fragilității osoase.