پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

به گزارش روابط عمومی ستاد توسعه فناوری های پزشکی بازساختی و سلول بنیادی، محققان UCSF و UC Davis یک معمای قدیمی را حل کرده‌اند که چگونه استخوان‌های زنان شیرده حتی با از دست دادن کلسیم از طریق شیردهی قوی می‌مانند.

هورمونی که به تازگی کشف شده است که استخوان های زنان شیرده را قوی نگه می دارد و می تواند به بهبود شکستگی های استخوان و درمان پوکی استخوان در جمعیت کمک کند.

بر همین اساس، محققان در UC San Francisco و UC Davis نشان دادند که در موش ها، هورمون معروف به "هورمون مغز مادر" (CCN3) تراکم و استحکام استخوان را افزایش می دهد. نتایج این تحقیقات در Nature منتشر شده است.

دکتر هالی اینگراهام، نویسنده ارشد این مقاله و استاد فارماکولوژی سلولی مولکولی در UCSF، گفت: «یکی از نکات قابل توجه در مورد این یافته‌ها این است که اگر ما روی موش‌های ماده مطالعه نمی‌کردیم، که متأسفانه در تحقیقات زیست‌پزشکی معمول است، می‌توانستیم این یافته را بطور کل از دست بدهیم. این موضوع نشان می دهد که چقدر مهم است که هر دو حیوانات نر و ماده را در طول عمرشان مورد بررسی قرار دهیم تا درک کاملی از زیست شناسی داشته باشیم.»

بیش از 200 میلیون نفر در سراسر جهان از پوکی استخوان رنج می برند، ضعیف شدن شدید استخوان ها که می تواند باعث شکستگی های مکرر شود. زنان پس از یائسگی به دلیل کاهش سطح هورمون جنسی استروژن که به طور معمول باعث تشکیل استخوان می شود، در معرض خطر بالایی برای پوکی استخوان هستند.

آنچه مسلم است این که سطوح استروژن در دوران شیردهی نیز پایین است، با این حال پوکی استخوان و شکستگی استخوان در این دوران بسیار نادرتر است، که نشان می دهد چیزی غیر از استروژن باعث رشد استخوان می شود.

این درحالی است که آزمایشگاه اینگراهام قبلاً کشف کرده بود که در موش‌های ماده، اما نه موش‌های نر، مسدود کردن گیرنده استروژن خاصی که در نورون‌های انتخابی در ناحیه کوچکی از مغز یافت می‌شوند، منجر به افزایش عظیم توده استخوانی می‌شود.

آنها مشکوک بودند که هورمونی در خون مسئول استخوان های فوق العاده قوی است، اما در آن زمان نتوانستند آن را پیدا کنند - تلاشی که در طول همه گیری جهانی طولانی‌تر شد.

در کار جدید، اینگراهام و همکارانش جستجویی جامع برای این هورمون استخوان‌ساز انجام دادند و در نهایت CCN3 را به عنوان عامل مسئول در ماده‌های جهش‌یافته شناسایی کردند. در ابتدا، تیم از این نتیجه شگفت زده شد، زیرا CCN3 با مشخصات معمول هورمون ترشح شده از نورون ها مطابقت نداشت.

بر اساس این گزارش، شک و تردید آنها پس از یافتن CCN3 در همان ناحیه مغز در موش های ماده شیرده از بین رفت. بدون تولید CCN3 در این نورون‌های منتخب، موش‌های ماده شیرده به سرعت استخوان خود را از دست دادند و نوزادانشان شروع به کاهش وزن کردند که اهمیت این هورمون در حفظ سلامت استخوان در دوران شیردهی را تایید می‌کند. بر اساس این کشف، آنها اکنون از CCN3 به عنوان هورمون مغز مادری (MBH) یاد می کنند.

هنگامی که استراتژی‌هایی برای افزایش CCN3 در گردش خون در موش‌های ماده یا نر بالغ جوان و مسن‌تر اجرا شد، توده استخوانی و قدرت آن‌ها در طی هفته‌ها به طور چشمگیری افزایش یافت. در برخی از موش‌های ماده که فاقد استروژن بوده یا بسیار پیر بودند، CCN3 ‌توانست توده استخوانی را بیش از دو برابر کند.

وقتی همکار علمی اینگراهام، دکتر توماس آمبروزی، از UC Davis، این استخوان ها را آزمایش کرده و از استحکام آنها شگفت زده شد.

او توضیح داد: «برخی موقعیت‌ها وجود دارد که استخوان‌های با مواد معدنی بالا بهتر نیستند؛ آنها می‌توانند ضعیف‌تر باشند و در واقع راحت‌تر بشکنند. اما وقتی این استخوان ها را آزمایش کردیم، مشخص شد که بسیار قوی تر از حد معمول هستند.»

آمبروزی به دقت سلول‌های بنیادی درون استخوان‌ها را که مسئول تولید استخوان جدید هستند، بررسی کرد و دریافت که وقتی این سلول‌ها در معرض CCN3 قرار گرفتند، بسیار مستعد تولید سلول‌های استخوانی جدید بودند.

برای آزمایش توانایی این هورمون برای کمک به ترمیم استخوان، محققان یک پچ هیدروژلی ایجاد کردند که می‌توان آن را مستقیماً در محل شکستگی استخوان قرار داد، جایی که به آرامی CCN3 را به مدت دو هفته آزاد می‌کرد. در موش های مسن، شکستگی استخوان معمولاً به خوبی بهبود نمی یابد. با این حال، پچ CCN3 باعث تشکیل استخوان جدید در محل شکستگی شد و به بهبود شکستگی کمک کرد.

آمبروزی گفت: «ما هرگز نتوانسته‌ایم به این نوع از معدنی شدن استخوان و خروجی درمانی با هیچ استراتژی دیگری دست یابیم. ما واقعاً هیجان‌زده هستیم که این یافته را دنبال کنیم و به طور بالقوه از CCN3 در مشکلات دیگر مانند رشد مجدد غضروف استفاده کنیم.»

محققان قصد دارند مطالعات آتی را بر روی مکانیسم‌های مولکولی CCN3، سطوح آن در زنان شیرده و همچنین پتانسیل این هورمون برای درمان انواع بیماری‌های استخوانی متمرکز سازند.

دکتر موریل بیبی، نویسنده اول مقاله، مشتاق است این پرسش را آغاز کند که چگونه CCN3 بر متابولیسم استخوان در بیماری‌های بالینی مرتبط تأثیر می گذارد. دکتر ویلیام کراوز، دانشمند ارشد و سرپرست در این پروژه، با همکاری برنامه UCSF Catalyst، کار بر روی این نتایج جدید را آغاز خواهد کرد.

اینگراهام بیان کرد: «از دست دادن استخوان نه تنها در زنان یائسه اتفاق می‌افتد، بلکه اغلب در بازماندگان سرطان سینه که مسدودکننده‌های هورمونی خاصی مصرف می‌کنند، در ورزشکاران زن جوان‌تر و در مردان مسن‌تر که میزان بقای نسبی آنها پس از شکستگی لگن ضعیف‌تر از زنان است، رخ می‌دهد. اگر CCN3 بتواند توده استخوانی را در تمام این سناریوها افزایش دهد، فوق العاده هیجان انگیز خواهد بود.»

لینک اصلی خبر:

https://medicalxpress.com/news/2024-07-scientists-hormone-strong-bones.html