SIRT6 și sănătatea discului intervertebral: dovada unui rol protector împotriva degenerării legate de vârstă

Un studiu publicat recent în Bone Research a demonstrat, pentru prima dată, că pierderea activității enzimei epigenetice SIRT6 în discurile intervertebrale determină accelerarea degenerării acestora și apariția unui fenotip celular senescent, cu implicații majore asupra durerii lombare cronice. Cercetarea, realizată pe modele murine cu deleție condiționată de Sirt6, a evidențiat mecanismele moleculare prin care această proteină contribuie la menținerea integrității discului și la întârzierea proceselor degenerative legate de îmbătrânire.
Durerea lombară reprezintă principala cauză de dizabilitate la nivel global și este puternic corelată cu degenerarea discului intervertebral, o afecțiune progresivă agravată de vârstă. Deși factorii etiologici ai acestei degenerări au fost intens studiați, rămân încă neclarități cu privire la mecanismele epigenetice implicate. Sirtuinele, în special SIRT6, sunt deacetilaze dependente de NAD⁺ implicate în reglarea expresiei genice, repararea ADN-ului și procesele de senescență. Dovezi recente au asociat SIRT6 cu longevitatea și homeostazia sistemului musculo-scheletal, dar rolul său în sănătatea discului intervertebral nu a fost până acum clar definit.

Despre studiu

Cercetătorii au utilizat șoareci modificați genetic (Sirt6^cKO) pentru a elimina selectiv gena Sirt6 în cartilajul discului, folosind sistemul AcanCreERT2 activat de tamoxifen la vârsta adultă. S-au efectuat multiple analize morfologice, histologice, moleculare și transcriptomice la 12 și 24 luni.

Principalele metodologii includ:

• Colorări histologice (Safranin-O/Fast Green, Picrosirius Red) pentru a evalua integritatea și compoziția discului.
• Imunofluorescență și imunohistochimie pentru markeri ai senescenței, apoptozei și matricei extracelulare.
• Analize transcriptomice și de accesibilitate cromatiniană (RNA-seq și ATAC-seq) pentru nucleul pulpos (NP) și inelul fibros (AF).
• Studii in vitro pe celule NP primare de șobolan cu knockdown de Sirt6, pentru a confirma mecanismele observate in vivo.

Rezultate

1. Degenerare discală accelerată odată cu vârsta

Șoarecii Sirt6^cKO au prezentat degenerare discală semnificativ mai severă față de martori, evidentă prin scoruri modificate Thompson, în special în compartimentele NP și AF la 24 luni. Modificările au inclus:

• Pierderea delimitării structurale NP-AF,
• Fibroză NP,
• Clefturi și discontinuități structurale.

Deși apoptoza a fost ușor crescută (prin TUNEL), aceasta nu a fost principalul motor al degenerării.

2. Alterarea homeostaziei matricei extracelulare

S-a observat:

• Creșterea colagenului denaturat (FCHP),
• Reducerea colagenului tip I (COL1),
• Creșterea colagenului tip X (COL10) – indicator al diferențierii condrocitelor spre un fenotip hipertrofic,
• Compoziție NP modificată la nivel molecular (prin FTIR și spectroscopie),
• Fără modificări semnificative ale proteoglicanilor (aggrecan, CS), sugerând că dezechilibrul colagenului este predominant.

3. Modificări transcriptomice complexe și extinse

La 24 luni, țesuturile NP și AF din Sirt6^cKO au prezentat numeroase gene suprapuse implicate în:

• Modificări histonice și reparația ADN-ului (activarea complexului MOZ/MORF, Cohesin),
• Inflamație (semnalizare NF-κB, IL-6, IL-1β),
• Remodelarea cito-scheletală și adeziune celulară,
• Necroptoză și semnalizare TGF-β,
• Reducerea proceselor metabolice (lipide, steroizi, diferențiere mesodermală).

4. Modificări epigenetice și ale accesibilității cromatiniene

În celulele NP cu knockdown SIRT6, s-au observat:

• Hiperacetilare a H3K9 (marker epigenetic asociat transcripției active),
• Creșterea metilării H3K27 și H3K36,
• Activarea programului SASP și senescență,
• Convergență transcriptomică între datele in vitro și in vivo, indicând validitate biologică.

5. Creșterea senescenței și a fenotipului SASP

În discurile Sirt6^cKO s-au detectat:

• Niveluri crescute de p21 și p19,
• Expresie crescută a IL-6, IL-1β și TGF-β,
• Acumulare de lipofuscin (marker clasic al senescenței),
• Creșterea γH2AX (daune ADN),
• Scăderea LC3 (indicând afectarea autofagiei).

Aceste modificări indică o tranziție către un fenotip celular senescent și inflamator, favorizând degenerarea discală.

Concluzii

Acest studiu demonstrează pentru prima dată o relație cauzală între pierderea SIRT6 și degenerarea discului intervertebral asociată vârstei. Prin reglarea epigenetică a cromatinei și a expresiei genice, SIRT6 menține homeostazia matricei, suprimă inflamația și senescența, și susține procesele autofagice esențiale pentru sănătatea discului.

Datele sugerează că activarea farmacologică a SIRT6 ar putea constitui o strategie terapeutică non-invazivă promițătoare pentru prevenirea sau încetinirea degenerării discale legate de îmbătrânire. Această direcție ar putea deschide calea unor noi terapii pentru durerea lombară cronică, una dintre cele mai mari poveri de sănătate publică la nivel global.