Cercetătorii au descoperit modul în care calea vitaminei K reglează remodelarea osoasă
Remodelarea osoasă este un proces continuu prin care osul este regenerat, implicând osteoblaste (celule care formează os) care construiesc os nou, în timp ce osteoclaste (celule care resorb os) elimină țesutul mineralizat mai vechi.
Menținerea echilibrului dintre aceste două tipuri de celule este esențială pentru rezistența scheletului și prevenirea fracturilor. Disrupția acestui echilibru poate duce la osteoporoză și alte boli metabolice ale osului. Deși vitamina K a fost asociată de multă vreme cu sănătatea osoasă, rolul său biologic exact a rămas neexplorat. Astfel, oamenii de știință au căutat să înțeleagă căile moleculare prin care vitamina K reglează homeostazia scheletului.
Un grup de cercetare condus de Dr. Mathieu Ferron, director al Unității de Cercetare în Fiziologie Moleculară la Institutul de Cercetare Clinică din Montreal (IRCM), Canada, a studiat modul în care γ-carboxilarea dependentă de vitamina K reglează comunicarea între osteoblaste și osteoclaste. Folosind modele de șoareci genetic modificați, sisteme de co-cultură osteoblast-osteoclast, analize de semnalizare moleculară, histologie și imagistică prin microtomografie computerizată, cercetătorii au explorat cum proteinele dependente de vitamina K influențează remodelarea osoasă. Rezultatele lor au fost publicate pe 28 aprilie 2026, în volumul 14 al jurnalului Bone Research.
Echipa a început prin a examina enzimele responsabile de γ-carboxilarea dependentă de vitamina K. Aceștia au descoperit că enzimele, γ-glutamil carboxilază și oxidoreductază de vitamina K, erau exprimate predominant în osteoblaste, mai degrabă decât în osteoclaste, sugerând că semnalizarea vitaminei K acționează în principal prin celulele formatoare de os.
Pentru a investiga această cale, cercetătorii au eliminat selectiv γ-glutamil carboxilaza din osteoblastele șoarecilor masculini. La 6 luni, acești șoareci au dezvoltat o masă osoasă semnificativ mai mare, cu structuri osoase mai dense și mai interconectate.
Analizele ulterioare au relevat că creșterea masei osoase a fost determinată în principal de o resorbție osoasă redusă, mai degrabă decât de o formare osoasă îmbunătățită. Pierderea specifică a γ-glutamil carboxilazei în osteoblaste a redus semnificativ numărul și suprafața osteoclastelor, iar markerii circulanți ai resorbției osoase au fost, de asemenea, reduși. În experimentele de co-cultură, osteoblastele fără γ-glutamil carboxilază au fost semnificativ mai puțin eficiente în sprijinirea formării osteoclastelor.
Cercetătorii au căutat apoi o proteină γ-carboxilată capabilă să leagă osteoblastele de osteoclaste. Analizele lor au identificat GAS6, o moleculă de semnalizare secretată de osteoblaste, care activează receptorii din familia TAM, AXL și MerTK, pe preosteoclaste. GAS6 γ-carboxilat recombinat a promovat puternic formarea osteoclastelor și a crescut numărul de nuclei per osteoclast, generând celule multinucleate mai mari capabile de o resorbție osoasă mai accentuată. Inhibarea farmacologică a receptorilor AXL și MerTK a suprimat semnificativ generarea osteoclastelor, confirmând importanța căii de semnalizare GAS6–TAM.
„Descoperirile noastre relevă un mecanism neașteptat prin care osteoblastele reglează activ maturarea osteoclastelor”, afirmă Dr. Ferron. „γ-carboxilarea dependentă de vitamina K nu afectează doar mineralizarea osului. De asemenea, controlează modul în care osteoblastele comunică cu precursorii osteoclastelor prin semnalizarea GAS6.”
Pentru a determina dacă niveluri ridicate de GAS6 ar putea altera direct remodelarea scheletului in vivo, cercetătorii au studiat șoareci transgenici cu niveluri circulante crescute de GAS6. Aceste animale au prezentat un fenotip opus, incluzând densitate osoasă mai mică, număr crescut de osteoclaste și resorbție osoasă crescută. Experimente suplimentare au arătat că GAS6 a promovat în principal fuziunea preosteoclastelor în osteoclaste mature multinucleate, mai degrabă decât să modifice diferențierea osteoclastelor în sine.
„Studiul oferă un nou cadru pentru a înțelege modul în care vitamina K influențează biologia scheletului”, explică Dr. Ferron. „Targetarea semnalizării GAS6 sau a receptorilor TAM ar putea ajuta în cele din urmă la modularea resorbției osoase excesive, păstrând în același timp remodelarea osoasă normală.”
Descoperirile pot avea implicații clinice importante. Pe termen lung, identificarea axei de semnalizare GAS6–TAM ar putea sprijini dezvoltarea de terapii pentru osteoporoză și alte tulburări caracterizate prin activitate osteoclastică excesivă.
În general, studiul identifică o cale dependentă de vitamina K anterior necunoscută prin care osteoblastele reglează maturarea osteoclastelor și resorbția osoasă. Prin descoperirea GAS6 ca mediator care leagă celulele osteoblaste și osteoclaste, cercetarea avansează înțelegerea homeostaziei scheletale și deschide noi posibilități pentru terapii vizând fragilitatea osoasă și bolile metabolice ale osului.
