Z wiekiem kości stają się mniej gęste i bardziej kruche. Ważną rolę w tym procesie odgrywają mezenchymalne komórki macierzyste szpiku kostnego, które mogą przekształcić się w tkankę kostną lub komórki tłuszczowe. Przy niewystarczającej aktywności fizycznej komórki te często tworzą tkankę tłuszczową, co przyspiesza osłabienie kości i rozpoczyna proces ich degradacji, trudny do odwrócenia.
W trakcie eksperymentów na myszach z wykorzystaniem ludzkich komórek macierzystych naukowcy zidentyfikowali białko Piezo1, znajdujące się na powierzchni mezenchymalnych komórek macierzystych. Działa ono jak swoisty „czujnik aktywności fizycznej” – wykrywa sygnały mechaniczne powstające podczas ruchu i obciążenia. Aktywacja Piezo1 zmniejsza akumulację tłuszczu w szpiku kostnym i stymuluje tworzenie nowej tkanki kostnej.
Gdy to białko jest nieobecne lub nieaktywne, proces przebiega w odwrotnym kierunku: wzrasta tworzenie komórek tłuszczowych, a utrata masy kostnej przyspiesza. Dodatkowo aktywowane są sygnały prozapalne (Ccl2 i lipokalina-2), które dodatkowo zakłócają regenerację kości. Blokada tych sygnałów może częściowo przywrócić komórkom zdolność do tworzenia zdrowej tkanki kostnej.
Kierownik badań, profesor Xu Aiming, zauważył, że zespół faktycznie rozszyfrował, w jaki sposób organizm przekształca ruch w wzmocnienie kości na poziomie molekularnym. Umożliwi to stworzenie leków, które aktywują szlak Piezo1 i „oszukują” organizm, imitując efekt ćwiczeń fizycznych bez rzeczywistego obciążenia.
Problem utraty masy kostnej jest szczególnie dotkliwy u osób starszych i pacjentów o ograniczonej sprawności ruchowej, podczas gdy kobiety są na niego znacznie bardziej narażone. Według Światowej Organizacji Zdrowia złamania związane z osłabieniem kości występują u co trzeciej kobiety i co piątego mężczyzny po 50. roku życia. W Hongkongu osteoporozę rozpoznaje się u 45% kobiet i 13% mężczyzn po 65. roku życia.
Naukowcy uważają, że takie „symulatory ćwiczeń” mogą okazać się przełomem w leczeniu osteoporozy u osób starszych, pacjentów obłożnie chorych i pacjentów z chorobami przewlekłymi. Zespół pracuje obecnie nad przełożeniem wyników badań na praktykę kliniczną i opracowaniem nowych metod zachowania masy kostnej i poprawy jakości życia w grupach ryzyka.
