Дослідники з Університету Каліфорніі у Сан-франциско (UCSF) і Каліфорнійського університету в Девісі розгадали давню таємницю про те, як жінки, які годують грудьми, зберігають міцні кістки, незважаючи на втрату кальцію через вироблення молока.
Нещодавно відкритий гормон, який підтримує міцні кістки жінок, які годують груддю, також може допомогти при переломах кісток загоїтися і лікувати остеопороз у широких верств населення. Дослідники показали, що у мишей гормон, відомий як гормон материнського мозку (CCN3), збільшує щільність і міцність кісток.
Їхні результати, опубліковані в Nature, вирішують давню головоломку про те, як кістки жінок залишаються відносно міцними під час грудного вигодовування, навіть незважаючи на те, що кальцій видаляється з кісток для підтримки вироблення молока.
« Одна з чудових речей у цих висновках полягає в тому, що якби ми не вивчали самок мишей, що, на жаль, є нормою в біомедичних дослідженнях, то ми могли б повністю пропустити цей висновок.
Це підкреслює, наскільки важливо дивитися як на самців, так і на самок тварин протягом усього життя, щоб отримати повне розуміння біології.»
Понад 200 мільйонів людей у всьому світі страждають від остеопорозу, сильного ослаблення кісток, яке може спричинити часті переломи. Жінки піддаються особливо високому ризику розвитку остеопорозу після менопаузи через зниження рівня статевого гормону естрогену, який в нормі сприяє формуванню кісток. Рівень естрогену також низький під час грудного вигодовування, але остеопороз і переломи кісток набагато рідше зустрічаються в цей час, що свідчить про те, що щось, крім естрогену, сприяє росту кісток.
Лабораторія Інгрем раніше виявила, що у самок мишей, але не у самців, блокування певного рецептора естрогену, виявленого в окремих нейронах на невеликій ділянці мозку, призвело до величезного збільшення кісткової маси. Вони підозрювали, що гормон у крові відповідає за надміцні кістки, але в той час не могли його знайти – пошуки, які ще більше затягнулися під час всесвітньої пандемії.
У новій роботі Інгрем і її колеги провели вичерпний пошук цього гормону побудови кісток і, нарешті, визначили CCN3 як фактор, відповідальний за мутантних самок. Спочатку команда була здивована таким результатом, оскільки CCN3 не відповідав типовому профілю гормону, що виділяється з нейронів. Їх сумніви розвіялися після того, як вони виявили CCN3 в тій же області мозку у годуючих самок мишей. Без вироблення CCN3 в цих обраних нейронах годуючі самки мишей швидко втрачали кісткову масу, а їхні малюки починали втрачати вагу, що підтверджує важливість гормону в підтримці здоров'я кісток під час лактації. Ґрунтуючись на цьому відкритті, вони тепер називають CCN3 гормоном материнського мозку.
Коли стратегії збільшення циркулюючого CCN3 були впроваджені у молодих дорослих і літніх самок або самців мишей, їх кісткова маса і міцність різко зросли протягом декількох тижнів. У деяких самок мишей, яким не вистачало всього естрогену або були дуже старими, CCN3 зміг збільшити кісткову масу більш ніж удвічі.
Коли науковий співробітник, доктор філософії Томас Амброзі з Каліфорнійського університету в Девісі, випробував ці кістки, він був здивований їхньою міцністю.
«Є деякі ситуації, коли високомінералізовані кістки не кращі; Вони можуть бути слабшими і насправді легше ламатися. Але коли ми випробували ці кістки, вони виявилися набагато міцнішими, ніж зазвичай.»
Амброзі уважно вивчив стовбурові клітини всередині кісток, які відповідають за утворення нової кістки, і виявив, що коли ці клітини піддавалися впливу CCN3, вони були набагато більш схильні до утворення нових кісткових клітин.
Щоб перевірити здатність гормону сприяти загоєнню кісток, дослідники створили гідрогелевий пластир, який можна було наносити безпосередньо на місце перелому кістки, де він повільно вивільняв CCN3 протягом двох тижнів. У літніх мишей переломи кісток зазвичай погано гояться. Однак пластир CCN3 стимулював утворення нової кістки на місці перелому, сприяючи загоєнню перелому наче у підлітка.
«Ми ніколи не могли досягти такого роду мінералізації та лікувального результату за допомогою будь-якої іншої стратегії. Ми дуже раді продовжити це і потенційно застосувати CCN3 в контексті інших проблем, таких як регенерація хряща. »
Дослідники планують провести майбутні дослідження молекулярних механізмів CCN3, його рівнів у жінок, які годують груддю, а також потенціалу гормону для лікування різноманітних захворювань кісток.
Мюріел Бейбі, доктор медичних наук, співавтор і наставник лікаря-науковця у відділенні ендокринології UCSF, прагнедізнатись, як CCN3 впливає на метаболізм кісткової тканини в клінічно значущих умовах захворювання. У партнерстві з програмою UCSF Catalyst Вільям Краузе, доктор філософії, старший науковий співробітник і співкерівник цього проекту, почне втілювати ці нові результати.
«Втрата кісткової маси відбувається не тільки у жінок у постменопаузі, але часто відбувається у жінок, які перенесли рак молочної залози, які приймають певні блокатори гормонів; у молодших, висококваліфікованих елітних спортсменок; і у літніх чоловіків, у яких відносна виживаність гірша, ніж у жінок після перелому стегна. Було б неймовірно захоплююче, якби CCN3 міг збільшити кісткову масу у всіх цих сценаріях.»
За матеріалами: SciTechDaily
