Исследователи Университета Буффало утверждают, что отсутствие белка тристетрапролина (ТТП), играющего важную роль в борьбе организма с воспалениями, может привести к быстрой и существенной убыли костной ткани. В рамках эксперимента на лабораторных мышах, ученые инактивировали ген, отвечающий за выработку белка ТТП, в результате чего у здоровых мышей наблюдалась потеря костных тканей, соответствующая состоянию костей у пожилых грызунов.
Отсутствие белка тристетрапролина ведет к убыли костных тканей
По истечении 9 месяцев эксперимента, убыль костных тканей в челюсти подопытных грызунов составила 20%. Также оказалось, что стимуляция чрезмерного производства белка приводит к потере 13% костной ткани у подопытных мышей, по сравнению со здоровыми особями.
Воспаление – это обязательная реакция иммунной системы для защиты организма от инфекций и травм. Однако если не следить за воспалительным процессом, то в ряде случаев может происходить разрушение костей или замедление процессов формирования костных тканей. Известно, что белок ТТП играет важную роль в контроле воспалительных процессов, но с возрастом выработка этого белка существенно сокращается. Предполагается, что результаты данной работы будут полезны для разработки новых стратегий борьбы с костными заболеваниями у пожилых людей, ведь именно в этом возрасте наиболее высок риск развития остеопороза и пародонтоза.
Автор, преподаватель на факультете Биологии ротовой полости в Стоматологической школе Университета Буффало, д.м.н. Кит Кирквуд комментирует работу: «Белок ТТП в определенный момент тормозит воспалительный процесс, без него воспаление и потеря костной ткани не регулировалась бы со стороны организма. Неизвестно, почему с возрастом выработка ТТП снижается. На данном этапе мы стараемся определить факторы, влияющие на его экспрессию, а также механизмы взаимосвязи белка с убылью костной ткани, чтобы в дальнейшем разрабатывать новые терапевтические методики». В планах также перенести исследование на человеческую модель, в частности – собрать группу пожилых участников для продолжения работы.
Остеопороз – заболевание, сопровождающееся истончением и потерей прочности костных тканей. Уменьшение костной массы наблюдается у 55% людей старше 50 лет. Подсчитано, что к 2020 году остеопорозом будут болеть более 61 миллиона людей. Статистика, касающаяся пародонтоза также печальна: пародонтоз встречается у 70% людей старше 65 лет. Инфекция, разрушающая десны, переходит на челюстную кость, что ведет к ее убыли.
Чтобы изучить механизм действия белка ТТП в борьбе с пародонтозом, исследователи собрали 3 группы здоровых лабораторных мышей. В первой группе у мышей инактивировали гены, отвечающие за выработку ТТП. Во второй группе – напротив, запустили чрезмерное производство ТТП. Третья группа стала контрольной.
По истечении периодов в 3, 6 и 9 месяцев у грызунов регистрировали симптомы воспалительного процесса, уровень потери костной ткани, наличие в тканях ротовой полости остеокластов – клеток, разрушающих костную массу. Как оказалось, в первой группе у мышей наблюдалось быстрое старение костей, по сравнению с группой контроля. Через 3 месяца эксперимента мыши 1 группы потеряли 14% костной массы в челюсти. Через 9 месяцев – 19%, что не свойственно таким молодым особям.
Помимо этого, у мышей из 1 группы диагностировали артрит, экзему и другие воспалительные заболевания. Уровень остеокластов в данной группе также был максимальным.
Исследователи с удивлением обнаружили, что в отсутствии белка ТТП произошло изменение микрофлоры ротовой полости, при этом все мыши содержались в одинаковых условиях. Они предположили, что системное воспаление может приводить к изменению состава бактерий во рту. В дальнейшем ученые планируют проверить, каких именно бактерий стало больше и играют ли они роль в потере костной массы.
Во второй группе, где у мышей наблюдалась чрезмерное производство ТТП, повысилась защита организма от воспаления, но это привело к 13% убыли костных тканей. При этом в данной группе не отмечалось изменение количества остеокластов у мышей.
Теперь планируется провести двухлетнее исследование, чтобы лучше изучить влияние белка ТТП на состояние костных тканей. Также д-р Кирквуд, совместно с коллегой, д.м.н. Брюсом Троеном и д.н. Кеннетом Селдином, преподающим в Школе медицинских и биомедицинских наук Якобс, планируют также выяснить, воздействует ли белок на костную ткань только в челюсти или на костные ткани во всем организме.
