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Nueva comprensión en cómo el envejecimiento hace los huesos fragmentados curar despacio

Los Investigadores han desenredado los detalles cruciales de cómo el envejecimiento hace los huesos fragmentados curar despacio, o en absoluto, según los resultados del estudio publicados hoy en el Gorrón del Hueso y de la Investigación Mineral.

El equipo de investigación también conducto con éxito pruebas preclínicas en una nueva clase potencial de los tratamientos diseñados “para rescatar” la capacidad curativa perdida al envejecimiento.

En los peores casos, un retraso relativo a la edad en la cura guarda las dos caras de un hueso fracturado nunca de reagruparse (no sindical), saliendo de muchos lindados a las sillas de ruedas, incapaces de recorrer o de vivir independientemente. De 5,6 millones de fracturas estimadas en los Estados Unidos cada año, entre el cinco y diez por ciento (hasta 560.000) curará despacio o incompleto. Los Investigadores han sabido por 30 años que el envejecimiento interfiere con la fractura que cura, y ha estado completando los detalles puesto que en el Web complejo de los productos bioquímicos, de las células madres y de los genes que traen alrededor la cura. El campo ahora está alcanzando la punta donde están las drogas diseñadas precisión en diversos escenarios de las juicios animales y humanas.

El estudio actual se centra en el cyclooxygenase 2 (COX-2), una enzima sabida de estudios del pasado para impulsar a las células madres para distinguir en el cartílago, que entonces se madura en el hueso. Los Investigadores en la Universidad del Centro Médico de Rochester hace 20 años descubrieron el gen en los seres humanos que es responsable de producir la enzima COX-2 y reveló el papel de la enzima en causar la inflamación, las drogas de la razón como el calmante Vioxx fue desarrollado para cerrar su acción. Entonces hace aproximadamente siete años otro equipo de investigación aquí determinó que COX-2 también desempeña un papel esencial en la formación del hueso durante la reparación esquelética.

El estudio actual muestra por primera vez esa caída de los niveles COX-2 dramáticamente con edad, y que la caída explica más porqué las células madres giran no más en el cartílago como eficientemente, un paso de progresión temprano en la reacción en cadena de la cura. Mientras Que un papel de COX-2 en la reparación del hueso había sido detallado antes del estudio actual, las poblaciones de la célula responsables de la fuente de COX-2 al callo de la fractura, la capa de las células del pre-cartílago (progenitores del cartílago) ese formulario primero alrededor de una fractura para conducir el edificio del hueso, no tenían. Las personas también confirmaron por primera vez que la capacidad curativa perdida con edad puede ser rescatada manipulando el camino COX-2 con la existencia, las drogas experimentales. El estudio era en ratones, pero es especialmente relevante al remedio humano debido a la semejanza entre el ser humano y el gen del ratón COX-2, y porque los ratones del estudio fueron dirigidos por el Instituto Nacional en el Envejecimiento, y ha inspirado varios discernimientos importantes en el envejecimiento que se han validado en seres humanos.

“El esqueleto pierde la capacidad de repararse como envejecemos,” dijo Regis J.O'Keefe, M.D., el Ph.D., el presidente del Departamento de Ortopedias en la Universidad del Centro Médico de Rochester y al autor correspondiente del artículo. “Nuestros resultados colocan el camino COX-2 como uno de varios bajo exploración con el objetivo común de acelerar que cura en seres humanos del envejecimiento, y con el potencial de venir juntos en las terapias futuras de la combinación.”

Devolver El Reloj

En el estudio actual, los tipos curativos fueron comparados entre un grupo de los ratones jovenes (7-9 semanas de viejo) y un grupo de los ratones viejos (52-56 semanas de la edad), con la cura evaluada por estudios de la proyección de imagen y de la expresión génica. Específicamente, el estudio actual encontró que los ratones más viejos experimentaron fractura demorada que curaban, formación disminuida del hueso y disminuyó el reabastecimiento de los vasos sanguíneos al sitio curativo en ratones del envejecimiento. La Expresión del gen que cifra para la producción del COX-2 fue reducida por el 75 por ciento en fracturas entre los ratones envejecidos y los ratones jovenes durante la fase curativa temprana cinco días después de una fractura. La expresión COX-2 en los ratones jovenes enarbolados en el tiempo exacto que las células madres cambiaban en el cartílago dentro del callo de la fractura de ratones jovenes, y fue reducida durante ese período en ratones más viejos.

Además, los experimentos confirmaron que COX-2 está expresado sobre todo en los precursores tempranos de la célula madre del cartílago que también colágeno expreso, tipo II, alfa 1 (col2a1), el gen que cifra para la producción de una parte fundamental de tipo colágeno de II en ratones y seres humanos, la proteína fibrosa, estructural que refuerza el hueso. Los Investigadores observaron en ratones envejecidos una disminución dramática también de la expresión de otros genes sabidos para contribuir a la formación del hueso también (e.g osteocalcin y tipo colágeno de X). Los resultados sugieren En Conjunto que eso en la expresión génica de los animales del envejecimiento esté alterada temprano en la reparación de la fractura con las consecuencias para la cascada curativa entera.

Los Investigadores encontraron prueba adicional que COX-2 es responsable de la baja de la capacidad curativa del hueso con la edad en que él podía invertir el proceso con una droga sabida para animar el efecto de la transmisión de señales COX-2. COX-2 cataliza la conversión de un ácido graso a la prostaglandina E2 (PGE2), una hormona con muchas funciones en el cuerpo animal dependiendo del tipo de célula que él obra recíprocamente con, de la dilatación del vaso sanguíneo a la implantación del embrión en la matriz para deshuesar la cura. PGE2 es sabido para hacer que efectúe en las células reaccionando con una de cuatro proteínas de receptor (EP1-EP4) en la superficie de células, incluyendo las superficies de las células madres de la médula, las células del cartílago y las células el hueso-producir (osteoblasts). Las células Humanas envían y reciben señales que el interruptor en procesos de la vida a través de las proteínas del caballo de labranza llamó los receptores que permiten a mensajes penetrar las células.

El trabajo Anterior en otros laboratorios había establecido que la capacidad de PGE2 de crear nuevo incremento del hueso ocurre particularmente con su acción recíproca con el receptor EP4. En el estudio actual, las personas mostraron que la cura demorada de la fractura observada en ratones envejecidos se podría rescatar con la salida local de una droga experimental, CP-734432, que activa directamente el receptor EP4 en lugar del COX-2 faltante (un agonista EP4). La droga, con tal que a las personas por Pfizer Inc., era también usada recientemente prevenir osteoporosis en estudios animales tempranos. La inyección Local de un agonista EP4 al sitio de la fractura de ratones envejecidos compensó la reparación reducida de la fractura observada con el envejecimiento, con una reducción importante en la formación considerada y más eficiente del cartílago no maduro de hueso maduro.

http://www.urmc.rochester.edu/