Científicos de la Universidad de Friburgo y la Universidad de Basilea identificaron un regulador maestro para la regeneración ósea. Prasad Shastri, El profesor de Química Macromolecular Biofuncional en el Instituto de Química Macromolecular y Profesor de Entornos de Señalización Celular en el Cluster of Excellence del Centro BIOSS para Estudios de Señalización Biológica de la Universidad de Friburgo dirigió el estudio. El equipo publicó los resultados en la prestigiosa revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

El tejido óseo es un nanocompuesto:la fase mineral inorgánica llamada hidroxiapatita confiere estabilidad ósea, y estos nanocristales que contienen calcio se dispersan en un marco orgánico que consiste en la proteína colágeno. Aunque el tejido óseo se rejuvenece a lo largo de la vida, inducir la reparación del hueso dañado ha demostrado ser un desafío. La destrucción de hueso insalubre es un paso necesario en la saga de la formación de hueso nuevo.

Durante esta destrucción de hueso, muchas biomoléculas que se almacenan en la matriz orgánica se liberan y desempeñan un papel en el proceso de restauración ósea al persuadir a las células madre mesenquimales (MSC) que residen en la médula ósea para que formen hueso de forma activa. Este paso presenta una especie de encrucijada en el proceso de regeneración ósea en que, Las CMM pueden convertirse en células óseas y depositar hueso o convertirse en células de cartílago y depositar una matriz de cartílago (el callo) que luego se transforma en hueso. La forma en que la correspondiente degradación de la matriz de hidroxiapatita afecta esta encrucijada sigue siendo una especie de misterio.

Usando una fase mineral biomimética similar al hueso desarrollada en el laboratorio de Shastri, el equipo de científicos ha descubierto que la fase mineral ósea es un "factor decisivo" clave en la formación de los huesos. En el estudio postdoctoral asociado Dr. Melika Sarem del grupo de Shastri, en colaboración con el grupo de investigación del Prof. Ivan Martin en el Departamento de Biomedicina (Hospital Universitario de Basilea, Universidad de Basilea), han descubierto que la fase mineral del hueso puede estimular un receptor llamado receptor sensor de calcio extracelular (CaSR), una proteína que detecta el calcio fuera de las células y es expresada por las MSC. La sobreestimulación de CaSR obliga a las MSC a formar directamente hueso en lugar de a través de un paso de cartílago. Además, informan que interferir con la señalización a través de CaSR puede detener por completo la formación de hueso in vivo.

Sin embargo, en un giro a esta danza molecular, han descubierto que la estimulación del receptor de la hormona paratiroidea-1 (PTH1R), el regulador clave de la homeostasis del ión calcio, puede rescatar las CMM de las garras de CaSR y promover la formación de hueso a través de un cartílago intermedio. "Nuestro descubrimiento ofrece nuevos conocimientos sobre cómo la fase mineral ósea puede dictar la formación de hueso nuevo", dice el profesor Shastri. Los hallazgos de nuestro estudio tienen una gran implicación en el diseño de una nueva superficie de implante para la regeneración ósea. "agrega el Dr. Sarem.

En enfermedades como la osteoporosis, el hueso se degrada con muy poca renovación del hueso perdido. "Nuestro estudio coloca a CaSR directamente en el medio del paradigma de regeneración ósea y ahora podemos decir que es un regulador maestro de la formación ósea y esto podría explicar por qué los pacientes osteoporóticos tienen dificultades para curar sus fracturas". "dice Shastri.