Nesenais pētījums norāda uz galveno kaulu stiprināšanas mehānismu organismā, ko var izmantot osteoporozes — slimības, kas vājina kaulus — ārstēšanai.
Pētījums, ko vadīja zinātnieki no Latvijas Universitātes un Šaņdunas Universitātes Ķīnā, atklāja, ka šūnu receptors GPR133 (pazīstams arī kā ADGRD1) ir izšķirošs kaulu audu blīvumam, pateicoties kaulu audus veidojošajām šūnām, ko sauc par osteoblastiem.
Agrāk GPR133 gēna variācijas saistīja ar kaulu blīvumu, kas mudināja zinātniekus pievērst uzmanību šī gēna kodētajam proteinam.
Komanda veica pētījumus ar pelēm, kurām šis gēns vai nu nebija, vai arī to varēja aktivizēt ar ķīmiskās vielas AP503 palīdzību.
Ja pelēm trūka GPR133 gēna, tām attīstījās vāji kauli, kuru simptomi atgādināja osteoporozes simptomus. Tomēr, ja bija receptori un tie tika aktivizēti ar AP503, tika novērota kaulu audu un to izturības uzlabošanās.
Skatieties fotoattēlu zemāk, kurā ir sniegts īss rezultātu pārskats:
„Izmantojot vielu AP503, kas tikai nesen tika identificēta ar datorizētas skrīninga palīdzību kā GPR133 stimulators, mums izdevās ievērojami palielināt kaulu izturību gan veseliem, gan ar osteoporozi slimo pelēm,” saka Leipcigas Universitātes bioķīmiķe Inese Libšere.
Šajos eksperimentos AP503 darbojas kā bioloģiskais slēdzis, kas aktivizē osteoblastu darbību. Pētniekiem arī izdevās pierādīt, ka kombinācijā ar fiziskām aktivitātēm tas var vēl vairāk stiprināt kaulus.
Zināšanas par to, ka šūnu receptors GPR133 spēlē galveno lomu kaulu stiprības uzturēšanā pelēm, ir svarīgs atklājums. Lai gan rezultāti ir balstīti uz dzīvnieku modeli, pamata procesi, visticamāk, ir līdzīgi arī cilvēkiem.
„Ja šis receptors ir bojāts ģenētisku izmaiņu dēļ, pelēm agrīnā vecumā parādās pazīmes, kas liecina par kaulu audu blīvuma zudumu — līdzīgi kā osteoporoze cilvēkiem,” saka Libšers.
Osteoporoze ir nopietna slimība, kas skar miljoniem cilvēku visā pasaulē. Lai gan esošās ārstēšanas metodes var palēnināt slimības attīstību, nav veida, kā to apturēt vai pilnībā izārstēt.
Mūsdienu ārstēšanas metodes bieži vien ir saistītas ar bīstamām blakusparādībām (piemēram, paaugstinātu citu slimību risku) vai laika gaitā kļūst mazāk efektīvas.
Patiesībā pastāv daudzi faktori, kas ietekmē kaulu stiprību, un tas dod zinātniekiem plašas iespējas meklēt metodes, kas novērš tādas problēmas kā osteoporoze un veicina veselīgāku novecošanu.
2024. gadā zinātnieki izstrādāja implantu uz asins bāzes , kas pastiprina šo mehānismu, lai veiktu lielāka mēroga atjaunošanas uzdevumus: kaulu lūzumus. Ja tiek bojāts ādas auds, asinis sāk recēties , kas ir daļa no dziedēšanas procesa .
Starptautiskā pētnieku grupa, kas izstrādāja implantu, to nosauca par “biokooperatīvu reģeneratīvu” materiālu: tas izmanto sintētiskos peptīdus, lai uzlabotu struktūru un funkciju barjerai, ko asinis veido dabiskā veidā, recējot.
Pētījumos ar žurkām gēla veida viela, ko var izdrukāt ar 3D printeri, efektīvi atjaunoja bojātos kaulus. Ja to izdosies pielāgot un mērogot lietošanai cilvēkiem, tai ir milzīgs potenciāls stimulēt organisma dabiskos dziedināšanas procesus.
“Spēja viegli un droši pārvērst cilvēku asinis augsti reģeneratīvos implantos patiešām iespaido,” teica biomedicīnas inženieris Kozimo Ligorio no Notingemas Universitātes Lielbritānijā pēc 2024. gada pētījuma publicēšanas.
“Asinis ir praktiski bezmaksas un tās var viegli iegūt no pacientiem salīdzinoši lielos daudzumos.”
Zinātnieki jau sen interesējas par organisma dabisko atjaunošanās procesu izmantošanu medicīniskās ārstēšanas uzlabošanai — vai tas būtu imūnsistēmas stiprināšana vai dabisko materiālu uzlabošana ar sintētiskām sastāvdaļām.
Patiesībā mūsu ķermeņi ir neticami gudri, kad runa ir par spēju dziedēt traumas un bojājumus, bet šie atjaunošanās procesi dažkārt var tikt traucēti, un tie parasti kļūst mazāk efektīvi, kad novecošanās dara savu.
Vēl viens nesenais atklājums šajā pētījumu jomā ir jauna hormona atklāšana sieviešu pelēm, kas veicina pārsteidzoši stipru un blīvu kaulu augšanu.
Pagājušajā gadā publicētā pētījumā grupa, kuru vadīja Kalifornijas Universitātes Sanfrancisko zinātnieki, identificēja hormonu, ko sauc par mātes smadzeņu hormonu (MBH), kas, šķiet, palielina kaulu blīvumu, masu un izturību gan vīriešu, gan sieviešu pelēm veiktajos testos.
“Kad mēs testējām šos kaulus, tie izrādījās daudz izturīgāki nekā parastie,” paskaidroja biologs, kas nodarbojas ar cilmes šūnām, Tomass Ambrozi no Kalifornijas Universitātes Deivisā brīdī, kad tika publicēti rezultāti.
“Mums nekad nav izdevies sasniegt šādu mineralizācijas un sadzīšanas līmeni, izmantojot jebkuru citu stratēģiju.”
Lai gan daudzi no šiem atklājumiem pagaidām ir pierādīti tikai uz dzīvniekiem un vēl nav pārbaudīti uz cilvēkiem, nākotnes zāļu potenciāls kaulu stiprināšanai izskatās ļoti daudzsološs.
2025. gada pētījuma autori apgalvo, ka nākotnes ārstēšanas metodes var izmantot, lai stiprinātu jau veselus kaulus un atjaunotu bojātos kaulus līdz pilnīgai izturībai, piemēram, osteoporozes gadījumos sievietēm, kas piedzīvo menopauzi .
“Nesen demonstrētais paralēlais kaulu stiprināšana vēlreiz uzsver šī receptora milzīgo potenciālu medicīniskai lietošanai novecojošā sabiedrībā,” saka molekulārā bioloģe Juliana Lehmanna no Leipcigas Universitātes.
