Gojenie się kości to złożony proces, wymagający skoordynowanej aktywności wielu różnych typów komórek. Wiadomo, że uszkodzoną tkankę odbudowują komórki kościotwórcze, zwane osteoblastami. Jednak niektóre komórki poza szkieletem, które w normalnych warunkach pozostają uśpione, po urazie mogą przejąć funkcje kościotwórcze.

Zespół doktora Ugura M. Ayturka z Hospital for Special Surgery (USA) zidentyfikował w mięśniach szkieletowych uśpione fibroadipogenne komórki progenitorowe (FAP), które migrują do miejsc złamań i stają się komórkami kościotwórczymi.

Także powierzchniowe komórki znajdujące się w cienkiej tkance łącznej zwanej okostną, pokrywającej zewnętrzną powierzchnię kości są aktywowane po urazie, aby pomóc w naprawie złamanych kości.

„Nasze odkrycia pokazują, że komórki pozaszkieletowe, a w szczególności FAP-y, są aktywowane, aby pomóc w naprawie złamań kości i mogą stanowić obiecujący cel terapeutyczny w przyspieszeniu gojenia się złamań” – wskazał dr Ayturk.

Autorzy badań odkryli, że ekspresja genu Clec3b jest wysoce specyficznym markerem dla zazwyczaj uśpionych komórek progenitorowych. Stworzyli mysi model, w którym komórki z ekspresją Clec3b zostały oznaczone znacznikiem fluorescencyjnym, co pozwoliło im śledzić ich lokalizację w normalnych warunkach i reakcję po urazie.

Trzy tygodnie po urazie wiele z FAP przekształciło się w osteoblasty kościotwórcze, przyczyniając się do tworzenia nowej tkanki kostnej. Pięć tygodni po urazie niektóre z nich przekształciły się również w komórki podścieliska szpiku kostnego, pomagając w odbudowie szpiku.

Nawet po chirurgicznym usunięciu okostnej przed urazem, komórki Clec3b-pozytywne nadal docierały do miejsca złamania i rozwijały się w komórki kościotwórcze. Przeszczepy kostne zawierające otaczający mięsień wytworzyły znacznie więcej komórek kościotwórczych linii Clec3b niż przeszczepy bez mięśnia, co wskazuje, że mięśnie szkieletowe są głównym źródłem tych komórek regeneracyjnych.

Stwierdzono również, że komórki FAP przyczyniają się do kostnienia heterotopowego, stanu, w którym kość tworzy się w mięśniach i innych tkankach miękkich po urazie czy poważnej operacji, na przykład wymianie stawu biodrowego.

W modelach mysich komórki linii Clec3b różnicowały się w komórki chrzęstne i kościotwórcze, stając się głównym źródłem tej nieprawidłowej kości. „Kiedy zablokowaliśmy kluczowy szlak niezbędny do tworzenia kości lub wyczerpaliśmy zasób tych komórek, zarówno gojenie się złamań, jak i nieprawidłowy wzrost kości uległy znacznemu spowolnieniu. To odkrycie podkreśla ich ważną rolę w obu procesach” – wskazał dr Ayturk.

Autorzy badań uważają, że komórki te mogą stać się obiecującymi celami terapeutycznymi. Ich aktywacja może przyspieszyć gojenie złamań, natomiast ograniczenie ich aktywności kościotwórczej może pomóc zapobiec niepożądanemu wzrostowi tkanki kostnej po poważnych urazach.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ agt/