Rolul miR-378 în reglarea osteogenezei și osteoclastogenezei în contextul osteoporozei

Un studiu publicat de cercetători de la Academia Chineză de Științe și Universitatea Chineză din Hong Kong analizează implicarea miR-378, o microARN conservată, în remodelarea osoasă afectată de osteoporoză, folosind un model de ovariectomie (OVX) la șoareci transgenici cu supraproducție de miR-378.
Remodelarea osoasă este un proces echilibrat care implică activitatea osteoclastelor și osteoblastelor, reglat fin de factori locali și sistemici. Pierderea acestui echilibru contribuie la dezvoltarea osteoporozei, o boală degenerativă frecventă după menopauză. MicroARN-urile (miARN) au fost identificate ca regulatori importanți ai diferențierii celulare în os, putând modula concomitent osteogeneza și osteoclastogeneza.

Despre studiu

Model experimental

Autorii au utilizat șoareci transgenici miR-378 (miR-378 Tg), creați prin exprimarea globală a miR-378 sub promotor β-actin, alături de șoareci martor C57BL/6J. Ambele grupe au fost împărțite în loturi OVX și control. După ovariectomie, animalele au fost sacrificate după 4 săptămâni pentru analize histologice, imunohistochimice și moleculare.

Metode principale utilizate

• MicroCT pentru evaluarea arhitecturii osoase (BV/TV, BMD, Tb.Th).
• Histomorfometrie osoasă (Ob.S/BS, Oc.S/BS, MAR).
• Analize ELISA pentru TNFα, IFNγ și TGFβ serice.
• Inducerea diferențierii osteoclastice și osteogenice in vitro din celule mononucleare medulare și celule stem mezenchimale ale măduvei osoase (BMSC).
• Transfecție cu inhibitori miR-378 și cu LNA GapmeR pentru knockdown-ul genei Traf3.
• Western blot, RT-PCR, imunofluorescență și teste funcționale (ALP, Alizarin Red).

Rezultate

miR-378 amplifică pierderea osoasă indusă de ovariectomie

Șoarecii miR-378 Tg au prezentat o pierdere osoasă severă în contextul ovariectomiei, cu scăderi semnificative ale BV/TV, BMD și Tb.Th, comparativ cu martorii. Histologic, s-a observat o creștere a osteoclastelor (TRAP+) și o reducere a osteoblastelor (OCN+), iar rata de formare osoasă (MAR) a fost profund afectată.

miR-378 stimulează osteoclastogeneza prin activarea căilor NF-κB

După stimulare cu RANKL, celulele miR-378 Tg au prezentat o creștere de 50% a numărului de osteoclaste. Activarea proteinelor c-Fos, NFATc1, TRAF6 și Vav3 a fost semnificativă. Analiza căilor de semnalizare a arătat că miR-378 activează în special calea non-canonicală NF-κB (p100/p52, NIK, RelB), dar și translocarea p65 în nucleu.

Traf3 este țintă directă a miR-378 în osteoclastogeneză

Analiza bioinformatică și testele de tip dual-luciferase au identificat Traf3 ca țintă directă a miR-378-5p. Suprimarea Traf3 prin LNA GapmeR a dus la creșterea osteoclastogenezei, anulând diferențele dintre WT și miR-378 Tg. Astfel, miR-378 promovează osteoclastogeneza prin reprimarea Traf3 și activarea NF-κB non-canonical.

miR-378 agravează inhibiția osteogenezei mediată de TGFβ

În OVX, activitatea osteogenică a celulelor stem mezenchimale ale măduvei osoase (evaluată prin ALP, Alizarin Red, Runx2, Ocn, Opn) a fost semnificativ redusă, iar această inhibiție a fost amplificată de miR-378. În același timp, nivelul seric de TGFβ a fost crescut în miR-378 Tg post-ovariectomie, sugerând un rol central al TGFβ în afectarea osteogenezei.

miR-378 inhibă semnalizarea β-cateninei prin suprimarea Traf3

Expresia β-cateninei și fosforilarea GSK3β în celule stem mezenchimale ale măduvei osoase au fost inhibate sinergic de miR-378 și TGFβ, efect reversat prin knockdown-ul Traf3. Astfel, miR-378 modifică semnalizarea Wnt/β-catenină prin reprimarea Traf3, afectând osteogeneza.

Inhibarea miR-378 salvează pierderea osoasă post-ovariectomie

Tratamentul cu anti-miR-378 lentivirus la șoarecii miR-378 Tg OVX a restabilit parțial masa osoasă și microstructura. Parametrii histomorfometrici (BV/TV, BMD, Tb.Th, MAR) au fost semnificativ îmbunătățiți, cu creșterea markerilor osteogenici și scăderea markerilor osteoclastici. Nivelurile de Traf3 au fost crescute după tratament.

Concluzii

Acest studiu demonstrează că miR-378 este un reglator critic al echilibrului între osteoclastogeneză și osteogeneză. Prin reprimarea Traf3, miR-378 activează căile NF-κB și reduce semnalizarea Wnt/β-catenină, conducând la pierdere osoasă severă în modelul de osteoporoză indusă prin ovariectomie. Intervenția cu anti-miR-378 ar putea reprezenta o nouă strategie terapeutică în tratamentul osteoporozei.