Dlaczego jesteśmy podatni na chorobę zwyrodnieniową stawów?
Nowe spojrzenie na OA: jak zapobiec degradacji chrząstki przez kontrolę ekspresji genów?
Choroba zwyrodnieniowa stawów (OA) dotyka nawet 40% populacji osób starszych, stanowiąc najczęstszą przyczynę niepełnosprawności związanej z wiekiem. Tak wysoka podatność na OA sugeruje istnienie wewnętrznych i systemowych cech komórek chrzęstnych stawowych (chondrocytów), które czynią chrząstkę szczególnie wrażliwą na procesy degeneracyjne.
Jednym z mechanizmów molekularnych mogących wyjaśniać to zjawisko jest epigenetyczna bikwalencja — obecność jednocześnie represyjnych (H3K27me3) i aktywujących (H3K4me3) znaczników histonowych. Bikwalencja umożliwia „czuwanie” genów rozwojowych w komórkach macierzystych — są one gotowe do aktywacji, ale utrzymywane w stanie represji do czasu pojawienia się odpowiednich sygnałów różnicowania.
Zaskakujące jest odkrycie, że taki mechanizm bikwalencji dotyczy także genów związanych z hipertrofią (np. ADAMTS2 i COL1A1) w prawidłowych chondrocytach stawowych. Geny te w chrząstce płytki wzrostu odgrywają fizjologiczną rolę w degradacji macierzy pozakomórkowej i kostnieniu, ale w chrząstce stawowej pozostają w stanie „uśpienia” – jak tykająca bomba degeneracyjna.
W zdrowej chrząstce geny hipertroficzne są represjonowane pomimo obecnej bikwalencji. Jednak w przypadku chrząstki objętej OA, czynniki zapalne prowadzą do nadekspresji enzymu KDM6B, który usuwa represyjny znacznik H3K27me3. W rezultacie dochodzi do niepożądanej aktywacji genów hipertroficznych i degradacji chrząstki.
„Nasze badanie nie tylko wyjaśnia, dlaczego chrząstka stawowa jest tak podatna na degenerację, ale również sugeruje potencjalną strategię terapeutyczną pozwalającą zatrzymać progresję OA” – powiedział prof. Shishu Huang, autor korespondencyjny publikacji. „Poprzez ukierunkowanie na enzym epigenetyczny KDM6B, możemy potencjalnie zapobiec aktywacji genów odpowiedzialnych za degradację chrząstki.”
Odkrycia te mają również szersze znaczenie dla zrozumienia, jak cechy epigenetyczne z okresu rozwoju mogą predysponować tkanki do chorób. „To doskonały przykład na to, jak dziedzictwo rozwojowe może wpływać na podatność na choroby” – dodał dr Hao Du, pierwszy autor pracy. „Uważamy, że ten koncept może mieć zastosowanie także w innych tkankach i jednostkach chorobowych.”
Źródło: Science China Life Sciences
