Zdrowe kości są jednocześnie niszczone (resorpcja) przez wyspecjalizowane komórki zwane osteoklastami oraz tworzone od nowa przez inne komórki - osteoblasty. Równowaga między tymi procesami pozwala zachować odpowiednią wytrzymałość szkieletu. Brak równowagi prowadzi do chorób takich jak osteoporoza, reumatyzm czy zapalenie przyzębia.
Naukowcy z Osaka University i ich współpracownicy z innych placówek odkryli (http://dx.doi.org/10.1016/j.jbc.2023.105191 ), że białka o nazwach Rab32 i Rab38 odgrywają kluczową rolę w resorpcji kości przez osteoklasty. Jednocześnie białka te mają decydujący wpływ na pigmentację włosów i skóry.
Tkanka kostna jest wchłaniana przez wyspecjalizowane komórki zwane osteoklastami, a do jamek, w których osteoklast przyłącza się do kości i zachodzi resorpcja, wydzielanych jest kilka substancji, w tym kwasy (H+) i enzymy rozkładające (TRAP, CatK). Rab to grupa małych białek, które regulują logistykę pomiędzy różnymi strukturami wewnątrz komórek, zwanymi organellami. Znanych jest ponad 50 białek Rab obecnych w komórkach ssaków, w tym człowieka i myszy.
Aby lepiej zrozumieć molekularne mechanizmy funkcjonowania osteoklastów, najpierw przeprowadziliśmy badania przesiewowe białek Rab, szczególnie indukowanych podczas tworzenia osteoklastów u myszy – powiedział główny autor pierwszego artykułu, Kazuya Noda.
Jak się okazało, poziom Rab38 jest podwyższony podczas różnicowania komórek do osteoklastów. Co ważne, Rab38 jest bardzo podobny do Rab32 i wiadomo, że oba mają duży wpływ na określanie koloru włosów poprzez regulację działania melanosomu, organellum specjalizującego się w pigmentacji koloru w komórkach tworzących skórę i włosy.
W drugiej pracy (https://doi.org/10.1247/csf.23061) główna autorka Kanako Tokuda stworzyła mysz „podwójnie znokautowaną” pozbawioną zarówno Rab32, jak i Rab38. Zgodnie z oczekiwaniami mysz ta ma beżowy kolor sierści i czerwone oczy, podczas gdy mysz typu dzikiego ma czarną sierść i oczy. Co ciekawe, mysz podwójnie znokautowana wykazuje zwiększoną gęstość kości, a wraz z wiekiem jej kręgosłup staje się bardziej wygięty, szczególnie u samców.
Wykazaliśmy również, że u myszy z podwójnym nokautem upośledzona jest resorpcja kości przez osteoklasty – powiedział współautor drugiej publikacji, Shiou-ling Lu. Odkryliśmy, że organelle zaangażowane w Rab32 i Rab38 są ważne dla resorpcji kości przez osteoklasty.
Co istotne, choroby związane z kośćmi, takie jak osteoporoza, reumatyzm i zapalenie przyzębia, są powiązane z nadmierną aktywacją resorpcji kości przez osteoklasty. Dlatego zrozumienie podstawowego mechanizmu resorpcji kości wspomaganej przez Rab32 i Rab38 dostarczy nam przydatnych informacji na temat potencjalnego celu leczenia tych chorób – wskazał starszy autor obu artykułów, Takeshi Noda.