Vid flera sjukdomar kan benvävnad brytas ner, men vilka mekanismer som styr detta har delvis varit okänt. Nu har två faktorer som påverkar funktionen i benceller och skelettet identifierats.
Tandlossning, benskörhet och ledgångsreumatism är tillstånd som orsakar förlust av benvävnad.
– Därför är det viktigt att studera vad som påverkar omsättningen av benvävnaden för att i förlängningen kunna hitta behandlingar, säger Sara Rosendahl, doktorand vid institutionen för odontologi vid Umeå universitet.
Inflammation rubbar balansen
Inflammation i, eller i närheten av, benvävnad rubbar den normalt balanserade benvävnadsomsättningen, något som ofta leder till ökad nedbrytning eller förlust av ben. Detta kan bero på ökad aktivitet hos de bennedbrytande cellerna, osteoklasterna, eller minskad aktivitet hos de benbildande cellerna, osteoblasterna.
Sara Rosendahl har i en avhandling undersökt hur två faktorer påverkar hur benvävnad bryts ned och nybildas. Det är ett så kallat kemokin, som är en slags signalsubstans med beteckningen CCL11, och dess receptor som har beteckningen CCR3.
Förhöjda nivåer av kemokinet har tidigare noterats i blodet hos individer med tandlossningssjukdom, men även hos individer med benskörhet och reumatism.
Kemokinet kan interagera med olika receptorer, däribland CCR3, och har visat sig kunna öka rekryteringen av osteoklaster och öka dessa cellers förmåga att bryta ner ben. Betydelsen för benvävnadens celler och omsättning är dock fortfarande till stor del okänd.
Påverkan på skelettet
I avhandlingen har forskare studerat hur frånvaro av CCR3 påverkar skelettet i möss där genen för denna receptor har tagits bort. De undersökte även hur frånvaro av receptorn påverkar funktionen hos de nedbrytande osteoklasterna och de benbildande osteoblasterna. De tittade också på hur kemokinet CCL11 binder till och interagerar med osteoklaster, samt hur detta påverkar cellernas rörlighet.
I avhandlingen visas att frånvaro av receptorn leder till att könsmogna unga och vuxna hanmöss får ett tunnare kompakt ben, vilket är den del av benet som omger benmärgen och är en viktig faktor för benets hållfasthet.
Påverkas av könshormoner
Honmöss, som saknar CCR3, uppvisar ingen påverkan på skelettet. Det tyder på att de effekter receptorn har på skelettets omsättning påverkas av könshormoner. Frånvaron påverkar även osteoblasternas och osteoklasternas funktion i cellodlingsförsök, där osteoblasterna får en reducerad förmåga att bilda ben samtidigt som osteoklasterna blir större och bryter ner ben mer effektivt.
Kan bli mål för behandling
Sammantaget visar resultaten i avhandlingen att kemokinet CCL11 och receptorn CCR3 kan reglera osteoklasters funktion. Det visar också att receptorn även är involverat i osteoblasters benbildning och styr skelettets omsättning.
– I förlängningen skulle CCL11 och CCR3 kunna utgöra måltavlor för behandling av inflammatoriskt driven benförlust, säger Sara Rosendahl.
Mer från studien
Avhandlingen bygger på experimentella studier som inkluderar skiktröntgen i genmodifierade möss, olika analyser av musskelettens benvävnad, samt olika typer av cellodling och avancerad mikroskopi.
I avhandlingen visas även att CCL11 snabbt tas upp i osteoklastförstadieceller samt ökar förstadiecellernas rörlighet. Forskarna kan visa att det beror på att CCL11 aktiverar signaler som reglerar osteoklasternas inre rörliga organ och förmåga att fästa mot sitt underlag. I mogna osteoklaster binder CCL11 till osteoklasternas yta och är lokaliserat till de områden som är aktiva när cellerna rör sig.
Avhandling:
Chemokines and bone: lessons from in vitro and in vivo studies, Umeå universitet.
Kontakt:
Sara Rosendahl, tandläkare och doktorand vid institutionen för odontologi vid Umeå universitet, sara.rosendahl@umu.se
