Upptäckt av faktorer som styr hur ben byggs upp och bryts ned

Vilka mekanismer som leder till att benvävnad bryts ner vid olika sjukdomar är delvis okänt. I en avhandling vid Umeå Universitet har två faktorer identifierats som påverkar funktionen i benceller och skelettets omsättning.

– 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 i eller i närheten av benvävnad rubbar den normalt balanserade benvävnadsomsättningen, vilket ofta leder till en ökad bennedbrytning och patologisk benförlust. Detta kan bero på ökad aktivitet hos de bennedbrytande cellerna, osteoklasterna, eller minskad aktivitet hos de benbildande cellerna, osteoblasterna.

I sin avhandling vid Institutionen för odontologi vid Umeå universitet har Sara Rosendahl särskilt studerat hur två faktorer påverkar hur benvävnad bryts ned och nybildas. Det är ett så kallat kemokin, det vill säga ett slags signalsubstans, med beteckningen CCL11 samt dess receptor med beteckningen CCR3.

Förhöjda nivåer av kemokinet CCL11 har tidigare noterats i blodet hos individer med tandlossningssjukdom, men även hos individer med benskörhet och reumatism. CCL11 kan interagera med olika receptorer, däribland CCR3, och har visat sig kunna öka rekrytering av nedbrytande osteoklaster och öka deras bennedbrytande förmåga. Betydelsen av CCL11 och CCR3 för benvävnadens celler och omsättning är dock fortfarande till stor del okänd.

I avhandlingen har Sara Rosendahl och forskargruppen studerat hur frånvaro av CCR3 påverkar skelettet i möss där genen för CCR3 har avlägsnats. Forskarna undersökte även hur frånvaro av CCR3 påverkar de nedbrytande osteoklasternas, och de benbildande osteoblasternas funktion. Man tittade också på hur CCL11 binder till och interagerar med osteoklaster, samt hur detta påverkar cellernas rörlighet.

I avhandlingen visas att frånvaro av CCR3 leder till att könsmogna unga och vuxna hanmöss får ett tunnare kompakt ben, vilket är den del av benet som omger benmärgen och utgör en viktig faktor för benets hållfasthet. Honmöss, som saknar CCR3, uppvisar ingen påverkan på skelettet, vilket tyder på att de effekter CCR3 har på skelettets omsättning påverkas av könshormoner. Frånvaro av CCR3 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.

I avhandlingen visas även att CCL11 snabbt tas upp i osteoklastförstadieceller samt ökar förstadiecellernas rörlighet. Något som forskarna kan visa 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.

Sammantaget visar resultaten i avhandlingen att CCL11 och CCR3 kan reglera osteoklasters funktion, samt att CCR3 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.

Avhandlingen bygger på experimentella studier som inkluderar skiktröntgen i genmodifierade möss, olika analyser av musskelettens benvävnad, samt olika typer av cellodling och avancerad mikroskopi.

Sara Rosendahl är utexaminerad tandläkare vid Umeå universitet.

För mer information, kontakta gärna
Sara Rosendahl
Telefon: 076-785 64 34
E-post: sara.rosendahl@umu.se

Om disputationen
Sara Rosendahl, Institutionen för odontologi, försvarar fredag 10 februari kl. 9.00 sin avhandling parodontologi Kemokiner och ben: lärdomar från in vitro och in vivo studier. Opponent Marie Lagerquist, Göteborgs universitet. Huvudhandledare Pernilla Lundberg. Sal B, Tandläkarhögskolan, 9tr, Norrlands universitetssjukhus.

Till avhandlingen
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-203132