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Parceiros proteicos identificados como chave potencial para o desenvolvimento ósseo fetal

YAP e TAZ: Parceiros proteicos identificados como chave potencial para o desenvolvimento ósseo fetal

Resumo gráfico. Crédito: Célula de Desenvolvimento (2023). DOI: 10.1016/j.devcel.2023.11.029

Um par de proteínas, YAP e TAZ, foi identificado como condutor do desenvolvimento ósseo no útero e pode fornecer informações sobre doenças genéticas como a osteogênese imperfeita, comumente conhecida como “doença dos ossos frágeis”.

Esta pesquisa baseada em pequenos animais, publicada em Célula de Desenvolvimento e liderado por membros do Laboratório de Pesquisa Ortopédica McKay da Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia, acrescenta compreensão ao campo da mecanobiologia, que estuda como as forças mecânicas influenciam a biologia.

“Apesar de mais de um século de estudos sobre a mecanobiologia do desenvolvimento ósseo, a base celular e molecular permaneceu em grande parte um mistério”, disse o autor sênior do estudo, Joel Boerckel, Ph.D., professor associado de Cirurgia Ortopédica. “Aqui, identificamos uma nova população de células que são fundamentais para transformar o modelo inicial de cartilagem do corpo em osso, guiado pelas proteínas reguladoras de genes ativadas à força, YAP e TAZ”.

Ao vasculhar os genes expressos por células individuais no desenvolvimento de membros de camundongos, por meio de sequenciamento unicelular, Boerckel e o primeiro autor do estudo, o ex-aluno de doutorado da Penn Bioengineering Joseph Collins, Ph.D., junto com seus colegas, encontraram e descreveram uma classe de células que eles chamaram de “precursores de osteoblastos associados a vasos (VOPs)”, que “invadem” a cartilagem inicial ao lado dos vasos sanguíneos.

Como os osteoblastos são as células necessárias para formar (e fixar) os ossos, essas células seriam essencialmente os avós dos ossos, sendo os osteoblastos os pais dos ossos.

E, o que é mais importante, um par de proteínas chamadas YAP e TAZ, que são sensíveis ao movimento natural do corpo – que o trabalho anterior da equipe mostrou ser crucial para o desenvolvimento e regeneração óssea precoce – servem como guias para os VOPs, transmitindo sinais que eles extrair da mecanobiologia do corpo.

Os pesquisadores descobriram que o YAP e o TAZ ajudam a direcionar a integração dos vasos sanguíneos na cartilagem, um aspecto vital do desenvolvimento ósseo. Eles foram capazes de demonstrar esse papel removendo primeiro YAP e TAZ geneticamente de modelos de células humanas, o que parecia interromper a angiogênese, o processo pelo qual se formam novos vasos sanguíneos. Depois, os investigadores trataram esses modelos de células humanas com uma variedade especial de proteína chamada CXCL12, que restaurou o YAP e o TAZ e reiniciou a angiogénese normal.

O estudo é resultado de uma colaboração de longa data com o Dr. Niamh Nowlan da University College Dublin, cujo laboratório se concentra em como as forças mecânicas direcionam o desenvolvimento do esqueleto em modelos animais e em pacientes humanos.

Também é apropriado que Boerckel, Collins e sua equipe estejam usando a exploração do desenvolvimento ósseo como uma lente para aprofundar a compreensão da mecanobiologia.

“O estudo do desenvolvimento ósseo é o berço da mecanobiologia”, disse Boerckel. “Por exemplo, a Lei da Transformação Óssea de Wolff, diz que o osso trabecular – esponjoso – se adapta de uma maneira dependendo das tensões colocadas sobre ele, mas Julius Wolff passou mais tempo em seu livro de 1894 focado no desenvolvimento ósseo do que no osso trabecular.”

Com as informações que os investigadores da Penn recolheram do seu estudo sobre o desenvolvimento ósseo e a mecanobiologia, eles acreditam que podem agora informar parte do conhecimento e, esperançosamente, do tratamento de doenças músculo-esqueléticas genéticas e congénitas. Isso inclui a doença dos ossos frágeis – na qual o corpo não produz colágeno corretamente, causando ossos que podem quebrar facilmente – ou artrogripose – uma condição na qual as articulações se desenvolvem inadequadamente devido à limitação do movimento fetal.

“Estamos agora trabalhando para usar essas descobertas para atingir essas células e caminhos, seja por meios mecânicos ou farmacológicos diretos, para restaurar a função celular e o desenvolvimento ósseo adequado no útero, potencialmente prevenindo esses tipos de condições”, disse Boerckel.

Mais Informações:
Joseph M. Collins et al, YAP e TAZ acoplam a mobilização de precursores de osteoblastos para angiogênese e mecanorregulação no desenvolvimento ósseo murino, Célula de Desenvolvimento (2023). DOI: 10.1016/j.devcel.2023.11.029

Fornecido pela Perelman School of Medicine da Universidade da Pensilvânia

Citação: YAP e TAZ: Parceiros proteicos identificados como chave potencial para o desenvolvimento ósseo fetal (2024, 4 de janeiro) recuperado em 5 de janeiro de 2024 em https://medicalxpress.com/news/2024-01-yap-taz-protein-partners-potential. HTML

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