У дослідженні 2025 року, проведеному вченими з Лейпцизького університету в Німеччині та Шаньдунського університету в Китаї, було ідентифіковано клітинний рецептор GPR133 (також відомий як ADGRD1), що відіграє вирішальну роль у щільності кісткової тканини завдяки клітинам-остеобластам, що беруть участь у її формуванні.
Дослідження було опубліковано у журналі Signal Transduction and Targeted Therapy.
Раніше було встановлено, що варіації в гені GPR133 пов'язані з щільністю кісткової тканини, що спонукало дослідників звернути увагу на білок, що ним кодується.
Команда провела експерименти на мишах, у яких ген був відсутній, або міг бути активований за допомогою хімічної речовини AP503.
За відсутності гена GPR133 у мишей розвивалися слабкі кістки, що нагадувало симптоми остеопорозу. Однак, коли рецептор був присутній та активувався AP503, виробництво та міцність кісткової тканини покращувалися.
Перегляньте відео нижче, щоб ознайомитися з коротким викладом результатів:
"Використовуючи речовину AP503, яка була нещодавно ідентифікована за допомогою комп'ютерного скринінгу як стимулятор GPR133, ми змогли значно збільшити міцність кісток як у здорових, так і у мишей з остеопорозом", — заявила біохімік з Лейпцизького університету Інес Лібшер, коли результати були оголошені.
У цих експериментах AP503 служить біологічною кнопкою, яка змушує остеобласти працювати інтенсивніше. Дослідники також змогли показати, що вона може працювати у поєднанні з фізичними вправами для подальшого зміцнення кісток.
Знання того, що клітинний рецептор GPR133 є найважливішою ланкою у підтримці міцності кісток мишей, є важливим відкриттям. Хоча результати засновані на тваринній моделі, процеси, що лежать в основі, ймовірно, аналогічні у людей.
"Якщо цей рецептор пошкоджений генетичними змінами, миші спостерігають ознаки втрати щільності кісткової тканини в ранньому віці — аналогічно остеопорозу у людей", — каже Лібшер.
Остеопороз - серйозне захворювання, що вражає мільйони людей у всьому світі. Хоча доступні методи лікування можуть уповільнити прогрес захворювання, повністю звернути його назад або вилікувати неможливо.
Сучасні методи лікування також часто супроводжуються ризикованими побічними ефектами (наприклад, підвищеним ризиком інших захворювань) або згодом стають менш ефективними.
Насправді існує безліч факторів, що впливають на міцність кісток, і це відкриває перед вченими широкі можливості для пошуку методів, що запобігають таким проблемам, як остеопороз, та сприяють більш здоровій старості.
У 2024 році вчені розробили імплантат на основі крові, який посилює цей механізм для масштабніших проєктів відновлення: переломів кісток. При ушкодженні шкірної тканини кров починає згортатися у межах процесу загоєння.
Міжнародна група дослідників, яка розробила цей імплантат, назвала його «біокооперативним регенеративним» матеріалом: він використовує синтетичні пептиди для поліпшення структури та функції бар'єра, що природно утворюється при згортанні крові.
У ході експериментів на щурах гелеподібна речовина, яку можна надрукувати на 3D-принтері, виявилася ефективною у відновленні пошкоджень кісток. Якщо вдасться адаптувати та масштабувати для використання на людях цей метод, з'явиться величезний потенціал для посилення природних процесів загоєння організму.
"Можливість легко і безпечно перетворювати кров людей на високоефективні регенеративні імплантати справді вражає", - сказав біомедичний інженер Козімо Лігоріо з Ноттінгемського університету у Великій Британії, коли було опубліковано дослідження 2024 року.
"Кров практично безплатна і може бути легко отримана від пацієнтів у відносно великих обсягах".
Вчені давно цікавляться використанням природних процесів відновлення організму для покращення методів лікування — чи це зміцнення імунної системи, чи поліпшення природних матеріалів за допомогою синтетичних компонентів.
Наші організми неймовірно добре справляються із загоєнням травм та пошкоджень, але ці процеси відновлення іноді можуть бути перевантажені й, як правило, стають менш ефективними у міру старіння.
Ще одним недавнім відкриттям у цій галузі досліджень стало виявлення у самок мишей нового гормону, що сприяє зростанню напрочуд міцних і щільних кісток.
В іншому дослідженні, опублікованому у 2024 році, група дослідників з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско виявила гормон, званий материнським мозковим гормоном (ММГ), який, як показали тести на самцях та самках мишей, підвищує щільність, масу та міцність кісток.
"Коли ми протестували ці кістки, вони виявилися набагато міцнішими за звичайні", — пояснив тоді, коли були опубліковані результати, біолог-дослідник стовбурових клітин Томас Амброзі з Каліфорнійського університету в Девісі.
"Нам ніколи не вдавалося досягти такого рівня мінералізації та загоєння за допомогою будь-якої іншої стратегії".
Хоча багато з цих проривів досі були продемонстровані тільки на тваринах і ще не були протестовані на людях, потенціал майбутніх ліків для зміцнення кісток виглядає дуже перспективним.
Автори дослідження 2025 сподіваються, що в майбутньому методи лікування зможуть використовуватися для зміцнення вже здорових кісток і відновлення пошкодженої кісткової тканини до міцності, як, наприклад, у випадках остеопорозу у жінок у період менопаузи.
"Нещодавно продемонстроване паралельне зміцнення кісткової тканини ще раз наголошує на величезному потенціалі цього рецептора для медичного застосування в постарілому населенні", — сказала молекулярний біолог Юліана Леманн з Лейпцизького університету.
