Αυξημένο μηχανικό φορτίο στις αρθρώσεις οδηγεί τους χονδροβλάστες των αρθρικών επιφανειών σε διαφοροποίηση/ωρίμανση μέσω ενεργοποίησης του μεταγωγικού άξονα ΜΑP κινασών - AP-1
Δ.Ι. Παπαχρήστου, N.I. Aγνάντη, Α.Γ. Παπαβασιλείου, Ε.Κ. Μπάσδρα
ΣΚΟΠΟΣ Η μηχανική φόρτιση είναι σημαντικός ρυθμιστής της χονδροοστεογένεσης. Εντούτοις, οι μοριακοί μηχανισμοί που υπαγορεύουν την απόκριση των χονδροβλαστών στα μηχανικά ερεθίσματα παραμένουν αδιευκρίνιστοι. Έχει δειχθεί ότι το μεταγωγικό μονοπάτι των ΜΑΡ/SAP κινασών (MAPK/SAPK) και ο μεταγραφικός παράγοντας ΑΡ-1 ενέχονται στη μηχανο-επαγόμενη οστεοβλαστική διαφοροποίηση. Επιπλέον, οι μηχανο-ενεργοποιημένες ERK MAPKs διεγείρουν τον οστεο-ειδικό μεταγραφικό παράγοντα Cbfa1/Runx2, ο οποίος εμπλέκεται στην (παθο)φυσιολογία οστεοβλαστών/χονδροβλαστών. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της επίδρασης του μηχανικού φορτίου στην ενεργοποίηση των JNK.AP-1 και ERK μονοπατιών και ο έλεγχος της συμμετοχής του στη βιολογία των χονδροβλαστών του αρθρικού χόνδρου. ΥΛΙΚΟ-ΜΕΘΟΔΟΣ Χρησιμοποιήθηκαν 100 επίμυες, οι οποίοι χωρίστηκαν σε 2 ομάδες: στην πρώτη ομάδα χορηγήθηκε σκληρή τροφή (αυξημένη μηχανική φόρτιση), ενώ στη δεύτερη μαλακή τροφή (προσομοίωση φυσιολογικής μάσησης). Σε βιοψίες κονδύλων της κροταφογναθικής διάρθρωσης ελέγχθηκε ανοσοϊστοχημικά η έκφραση των πρωτεϊνών pc-Jun (φωσφορυλιωμένη-ενεργός μορφή της c-Jun), JunB και JunD (μέλη της οικογένειας των Jun πρωτεϊνών), c-Fos (βασικός εταίρος της pc-Jun για τη σύνθεση του μεταγραφικού συμπλόκου ΑΡ-1), Fra-1 και Fra-2 (μέλη της οικογένειας των Fos πρωτεϊνών), JNK2 (κύρια κινάση της c-Jun), p-JNK (φωσφορυλιωμένη-ενεργός μορφή της JNK), p-ERK (φωσφορυλιωμένη-ενεργός μορφή της ERK) και Cbfa1/Runx2, στις 2 και 24 ώρες από την έναρξη του πειράματος. Τα παραπάνω πρωτεϊνικά προφίλ συσχετίστηκαν τόσο μεταξύ τους όσο και με το βαθμό χονδροβλαστικής διαφοροποίησης/ωρίμανσης. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Ο ανοσοϊστοχημικός έλεγχος έδειξε ότι τα επίπεδα έκφρασης των πρωτεϊνών pc-Jun, c-Fos, p-ERK και Cbfa1/Runx2, αλλά όχι των JNK2, p-JNK, JunB, JunD, Fra-1 και Fra-2, ήταν σημαντικά υψηλότερα στους επίμυες που έλαβαν σκληρή τροφή σε σχέση με αυτούς που έλαβαν μαλακή, στις 24 αλλά όχι στις 2 ώρες από την εκκίνηση της πειραματικής διαδικασίας. Εξάλλου, σημαντικά εντονότερη ήταν η ανοσοέκφραση των πρωτεϊνών pc-Jun, JunB, JunD, c-Fos, Fra-1, Fra-2, p-JNK, p-ERK και Cbfa1/Runx2, στις 24 σε σχέση με τις 2 ώρες, κυρίως στα ζώα που έλαβαν σκληρή τροφή. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η αυξημένη μηχανική φόρτιση πυροδοτεί το μεταγωγικό καταρράκτη των ΜΑΡKs στα χονδροκύτταρα του αρθρικού χόνδρου. Επιπλέον, τα αποτελέσματα της μελέτης υποδεικνύουν ότι τα μηχανο-επαγόμενα JNK και ERK μονοπάτια «συγκλίνουν» στους μεταγραφικούς παράγοντες ΑΡ-1 και Cbfa1/Runx2, προκειμένου να ρυθμίσουν τη διαφοροποίηση/ωρίμανση των χονδροβλαστών.
Λέξεις-κλειδιά: ΑP-1, Cbfa1/Runx2, MAP κινάσες, Μηχανικό φορτίο, Χονδροκύτταρα.
ΑΡΧΕΙΑ ΕΛΛΗΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ, 21(6), 528-545, 2004 - Ερευνητική εργασία