O-GlcNAcylation promotes osteoclastogenesis and dictates aggressive bone resorption by osteoclasts

Le résumé fourni par la source

Os osteoclastos são células reguladoras do volume ósseo que demandam um alto gasto energético para se diferenciarem e exercerem a sua função de reabsorção óssea. A glicose, principal fonte energética para diversos processos celulares, é crucial para a osteoclastogênese e para a manutenção dos osteoclastos ativos. No entanto, o papel das vias metabólicas da glicose nos osteoclastos ainda não foi bem elucidado. Sendo assim, com o intuito de explorar um ramo da via glicolítica, avaliamos o efeito da O-GlcNAcilação, que é uma modificação pós-traducional decorrente da metabolização de glicose pela via das hexosaminas. Este processo consiste na incorporação de (GlcNAc), em resíduos de serina/ treonina de proteínas nucleares e citoplasmáticas pela ação da enzima OGT. A O-GlcNAcilação regula diversos processos celulares incluindo fatores de transcrição, atividade enzimática, funções de proteínas nucleares e citoplasmáticas, dentre outros. Portanto, o objetivo do nosso estudo foi avaliar o papel da O-GlcNAcilação na osteoclastogênese e na atividade dos osteoclastos in vitro e no remodelamento ósseo fisiológico e patológico in vivo. Para a cultura de osteoclastos, foram utilizadas a medula óssea de camundongos C57BL/6, tratadas com GlcNAc ou com os inibidores da OGT (OSMI-1 e 5SGlcNAc); assim como células da medula óssea de camundongos com deleção seletiva de Ogt em monócitos (LysM-Cre Ogt fl/fl ) e em osteoclastos (CtsK-Cre Ogt fl/fl ), com os seus respectivos controles LysM-Cre e CtsK-Cre. Da mesma forma, foi realizado cultura de osteoclastos humanos, onde foi observado o comportamento dos osteoclastos frente ao tratamento com GlcNAc e OSMI-1. Para a avaliação in vivo, utilizamos camundongos CtsK-Cre Ogt fl/fl e seu controle para a avaliação dos parâmetros ósseos e para a indução do modelo de lesão periapical. Primeiramente, foi observado que a adição de GlcNAc estimula a diferenciação e atividade dos osteoclastos murinos, enquanto o OSMI-1 e 5SGlcNAc inibiram esses efeitos. Paralelamente a isso, a deficiência de Ogt nos monócitos prejudicou a diferenciação dos osteoclastos e a capacidade de desmineralização deles, além de apresentarem uma menor expressão proteica de NFATc1, Integrina αV e Catepsina K durante todo o período de diferenciação. Ainda, vimos que o GlcNAc estimulou a diferenciação de osteoclastos de origem humano e estimulou os mesmos a reabsorverem de forma mais agressiva. Esse efeito também foi revertido na presença do OSMI-1. Extrapolando os nossos resultados in vitro, observamos que animais com deficiência seletiva de Ogt nos osteoclastos, não apresentaram uma reabsorção óssea fisiológica no fêmur observada após 16 semanas de idade, demonstrando um maior volume ósseo e espessura trabecular quando comparados com o grupo controle. O osso cortical do fêmur também apresentou um maior volume ósseo e uma menor porosidade nos animais CtsK-Cre Ogt fl/fl. Por fim, como um possível alvo de OGlcNAcilação temos o NFATc1, uma vez que ele estava mais expresso no núcleo na presença de GlcNAc. Esses dados mostram que a O-GlcNAcilação exerce um papel importante na osteoclastogênese murino e humano, além de alterar o comportamento reabsortivo dos osteoclastos para um modo mais agressivo. Por fim, nossos dados mostram um possível mecanismo para a perda e fragilidade óssea mediada pela atividade excessiva dos osteoclastos em doenças osteolíticas. Sendo assim, o presente estudo abre novos caminhos direcionados para a O-GlcNAcilação em osteoclastos como uma possível intervenção terapêutica em doenças osteometabólicas.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.