Studiu dezvăluie o posibilă descoperire în tratarea necrozei aseptice de cap femural

Necroza aseptică de cap femural (NACF) este o boală osoasă invalidantă și dificil de tratat, caracterizată prin moartea progresivă a celulelor osoase și a elementelor din măduva osoasă. Consecința finală este prăbușirea structurilor osoase, distrugerea articulației șoldului și apariția durerii severe. În ciuda cercetărilor ample, detaliile mecanismelor moleculare și imunologice implicate în NACF rămân insuficient înțelese.
Un aspect recent foarte studiat este rolul sistemului imun și, în special, al neutrofilelor în reglarea homeostaziei osoase. Prin procese precum NETosis, neutrofilele formează rețele de capcane extracelulare (NETs) compuse din histone și alți constituenți nucleari, având efecte complexe asupra inflamației și reparării osoase. Deși capcanele extracelulare de neutrofile au fost implicate în diverse afecțiuni vasculare și traumatice, rolul lor exact în NACF nu era clar.

Un alt proces conex îl reprezintă tranziția endoteliului spre fenotip mezenchimal (EndoMT), în care celulele endoteliale își pierd caracteristicile vasculare și dobândesc trăsături mezenchimale. Aceasta poate perturba semnificativ vascularizația locală. Studiile arată că NETs pot iniția acest proces EndoMT, însă implicarea lui în NACF nu fusese documentată.

Pe de altă parte, exosomii derivați din macrofagele M2 (M2-Exos) au un rol antiinflamator dovedit și capacitatea de a modula răspunsul imun, inclusiv reacțiile neutrofilelor. Prin purtarea de ARN-uri și proteine, aceste nanoparticule pot acționa ca vectori de comunicare intercelulară. Ipoteza de bază a acestui studiu este că M2-Exos pot modula formarea NETs și inhiba fenotipul mezenchimal al endoteliului, contribuind astfel la ameliorarea NACF.

Metodologie și obiective

Cercetătorii de la Universitatea Xi'an Jiaotong și Școala de Medicină a Universității Zhejiang au aplicat single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) pentru a identifica populațiile celulare cheie și interacțiunile dintre ele în țesutul subcondral de la pacienți cu NACF, comparativ cu pacienți cu fractură de col femural și osteoartrită a șoldului. De asemenea, s-au construit:

Modele de NACF pe șobolani (prin traumă și prin administrare de corticosteroizi) pentru a verifica nivelul NETs și a studia rolul fenotipului endotelial mezenchimal.
Modele in vitro cu neutrofile și celule endoteliale tratate cu NETs, pentru a observa efectele M2-Exos asupra formării NETs și potențialului angiogen.
Analiza rolului unui microARN specific (miR-93-5p) regăsit în exosomii M2 și implicat în reglarea rețelelor NETs și a fenomenului EndoMT.

Rezultate

Identificarea neutrofilelor și a formării NETs în NACF

Analizele scRNA-seq au arătat că, în NACF, neutrofilele formează o populație celulară cu interacțiuni relevante față de cele din fracturile de col femural și osteoartrită. Modelele animale de NACF au confirmat o creștere semnificativă a NETs în regiunile necrotice din capul femural, evidențiate prin markeri specifici (ex. Cit-H3 și MPO).

Implicarea EndoMT în disfuncția vasculară din NACF

Studiile pe celule endoteliale tratate cu NETs au indicat reducerea markerilor endoteliali (de ex. VEGFA) și creșterea markerilor mezenchimali (α-SMA, TGF-β). Totodată, prezența NETs a perturbat capacitatea vaselor simulate in vitro de a forma structuri tubulare (tube formation), ceea ce sugerează o afectare puternică a angiogenezei.

Eficacitatea exosomilor M2 (M2-Exos) în reducerea NETs și ameliorarea NACF

M2-Exos, sintetizați și purificați din macrofage polarizate M2, au fost testați pe modele in vitro și in vivo. In vitro, adăugarea de M2-Exos a blocat formarea NETs, a îmbunătățit semnificativ potențialul angiogen al celulelor endoteliale și a redus stresul oxidativ. În modelele animale, M2-Exos s-au concentrat selectiv în zona capului femural necrotic și au redus rata lacunelor osteocitare goale, indicând stoparea sau încetinirea degradării osoase. De asemenea, s-a remarcat scăderea puternică a NETs (marcate cu Cit-H3) în zonele tratate cu M2-Exos.

Rolul crucial al miR-93-5p în reglementarea NETs

Analize suplimentare au arătat că miR-93-5p, prezent în M2-Exos, reglează axul PTEN/Akt, reduce formarea NETs și suprimă tranziția endotelial-mezenchimală. Exprimarea forțată a miR-93-5p în celule endoteliale a dus la creșterea angiogenezei și la reducerea stresului oxidativ și a expresiei mesenchimale (α-SMA, TGF-β). Administrarea in vivo de vectori adeno-asociați (AAV) cu miR-93-5p a replicat efectele benefice asupra femurului la șobolanii cu NACF, confirmând importanța acestui microARN în inhibarea NETs și ameliorarea necrozei.

Concluzii

Studiul introduce un mecanism novator prin care:

Formarea NETs la nivelul neutrofilelor accelerează degenerarea osoasă și induce fenomenul EndoMT, ducând la disfuncție vasculară și agravarea NACF.
Exosomii derivați din macrofage M2 (M2-Exos), purtători de miR-93-5p, pot contracara efectele NETs, menținând un fenotip endotelial normal, stimulând angiogeneza și limitând deteriorarea osoasă.
In vivo, M2-Exos se acumulează în zona necrozată a capului femural și reduc semnificativ semnele histopatologice de NACF.

Aceste rezultate deschid perspectiva unor terapii țintite care să valorifice potențialul antiinflamator și pro-angiogenic al exosomilor M2, cu impact direct asupra NETs și tranziției endoteliale, ameliorând degenerarea osoasă și susținând reconstrucția vasculară în NACF. În plus, studiul subliniază rolul critic al miR-93-5p în acest proces, ceea ce ar putea permite dezvoltarea de medicamente sau vectori genici care să moduleze expresia acestui microARN pentru un efect terapeutic maxim.

Data actualizare: 16-04-2025 | creare: 16-04-2025 | Vizite: 224

Bibliografie

Liu, G., et al. (2025). M2 macrophages-derived exosomes for osteonecrosis of femoral head treatment: modulating neutrophil extracellular traps formation and endothelial phenotype transition. Bone Research. doi.org/10.1038/s41413-025-00412-5.

Image by kjpargeter on Freepik

Copyright ROmedic: Articolul se află sub protecția drepturilor de autor. Reproducerea, chiar și parțială, este interzisă!

Alte articole din aceeași secțiune:

Microparticule cu ARNm pentru tratarea osteoartritei

Cercetătorii de la University of Wisconsin–Madison au dezvoltat o tehnică inovatoare de tratare a osteoartr...

Screening-ul pentru osteoporoză pentru prevenirea fracturilor: o analiză sistematică

Fracturile de fragilitate, definite ca fracturi cauzate de traume cu energie scăzută, cum ar fi căderile de la �...

Un studiu inovator descoperă genele din spatele bolii de depunere de pirofosfat de calciu

Depunerea de cristale de pirofosfat de calciu în țesuturile articulare definește boala de depunere a pirofo...

Consumul de iaurt și sănătatea osoasă: o analiză sistematică arată efecte modeste asupra densității minerale osoase
Tratamentul rupturilor de coafă rotatorie (manșetă rotatorie)
Salteaua ortopedică: Alegerea ideală pentru sănătatea coloanei tale
Ritmul circadian influențează degradarea osoasă

Din Biblioteca medicală vă mai recomandăm:

Forumul ROmedic - întrebări și răspunsuri medicale:

Pe forum găsiți peste 500.000 de întrebări și răspunsuri despre boli sau alte subiecte medicale. Aveți o întrebare? Primiți răspunsuri gratuite de la medici.

intră pe forum