Pesquisadores do Departamento de Medicina da Faculdade de Medicina Clínica da Faculdade de Medicina LKS da Universidade de Hong Kong (HKUMed) identificaram um processo biológico que explica como a atividade física ajuda a manter ossos fortes. A descoberta poderá levar a novos tratamentos para a osteoporose e perda óssea, especialmente para pessoas que não podem praticar exercício.
A equipe descobriu que uma determinada proteína atua como o “sensor de exercício” interno do corpo, permitindo que os ossos respondam aos movimentos físicos. Esse entendimento abre a possibilidade de desenvolvimento de medicamentos que reproduzam os benefícios do exercício, oferecendo uma nova esperança para idosos, pacientes acamados e pessoas com doenças crônicas que enfrentam maior risco de fraturas. Os resultados foram publicados na revista Transdução de sinal e terapia direcionada.
“A osteoporose e a perda óssea relacionada à idade afetam milhões de pessoas em todo o mundo, muitas vezes tornando os pacientes idosos e acamados vulneráveis a fraturas e à perda de independência”, disse o professor Xu Aiming, diretor do Laboratório Estatal de Biotecnologia Farmacêutica e professor do Departamento de Medicina da Escola de Medicina Clínica HKUMed, que liderou o estudo. “Os tratamentos modernos dependem fortemente da atividade física, que muitos pacientes simplesmente não conseguem realizar. Precisamos entender como nossos ossos são fortalecidos quando nos movemos ou nos exercitamos antes de podermos encontrar uma maneira de replicar os benefícios do exercício no nível molecular. Este estudo é um passo importante em direção a esse objetivo.”
Por que a perda óssea se torna mais grave com a idade
As fraturas ósseas causadas pela osteoporose são um problema generalizado de saúde pública global. Segundo a Organização Mundial da Saúde, aproximadamente uma em cada três mulheres e um em cada cinco homens com mais de 50 anos sofrerão uma fratura devido a ossos enfraquecidos. Em Hong Kong, os efeitos são particularmente significativos à medida que a população envelhece, com a osteoporose a afectar 45% das mulheres e 13% dos homens com 65 anos ou mais. Estas fraturas resultam frequentemente em dor prolongada, redução da mobilidade e perda de independência, além de representarem um pesado fardo para os sistemas de saúde.
À medida que envelhecemos, os ossos perdem naturalmente densidade e tornam-se mais porosos. Dentro da medula óssea estão células-tronco mesenquimais, que podem se transformar em tecido ósseo ou células adiposas. Essas células respondem altamente a forças físicas, como movimento e pressão. No entanto, com o tempo, o envelhecimento altera esse equilíbrio, fazendo com que mais dessas células-tronco se transformem em células de gordura em vez de ossos.
Quando a gordura se acumula dentro da medula óssea, ela desloca o tecido ósseo saudável. Este processo enfraquece ainda mais os ossos e cria um ciclo de deterioração que é difícil de reverter com os tratamentos atuais.
Piezo1 atua como um sensor de carga óssea
Em experimentos utilizando ratos e modelos de células-tronco humanas, os pesquisadores identificaram uma proteína chamada Piezo1 localizada na superfície das células-tronco mesenquimais da medula óssea. Esta proteína funciona como um sensor mecânico, detectando as forças físicas que ocorrem durante o movimento e o exercício.
Quando o Piezo1 é ativado através da atividade física em camundongos, ele limita o acúmulo de gordura na medula óssea e promove a formação de novos ossos. Se a proteína estiver ausente, acontece o contrário. As células-tronco têm maior probabilidade de se transformar em células de gordura, acelerando a perda óssea. A ausência de Piezo1 também causa a liberação de sinais inflamatórios (Ccl2 e lipocalina-2) que estimulam ainda mais as células-tronco a produzir gordura e inibir o crescimento ósseo. Foi demonstrado que o bloqueio desses sinais ajuda a restaurar a saúde óssea.
Exercício simulado para pessoas que não conseguem se mover
“Essencialmente, deciframos como o corpo converte o movimento em ossos mais fortes”, disse o professor Xu Aiming. “Identificamos um sensor molecular de exercício, Piezo1, e as vias de sinalização que ele controla. Isso nos dá um alvo claro para intervenção. Ao ativar a via Piezo1, podemos imitar os benefícios do exercício, enganando efetivamente o corpo, fazendo-o pensar que está se exercitando, mesmo na ausência de movimento.”
Dr. Van Bale, professor associado do mesmo departamento e um dos líderes do estudo, enfatizou a importância dos resultados para as populações vulneráveis. “Esta descoberta é particularmente importante para os idosos e pacientes que não podem praticar exercício devido a fragilidade, lesões ou doenças crónicas. As nossas descobertas abrem caminho para o desenvolvimento de ‘miméticos do exercício’ – medicamentos que ativam quimicamente a via Piezo1 para ajudar a manter a massa óssea e apoiar a independência.”
O professor Eric Honoré, líder do grupo do Instituto de Farmacologia Molecular e Celular do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica e um dos líderes do estudo, destacou o impacto potencial mais amplo. “Isto oferece uma estratégia promissora além da fisioterapia tradicional. No futuro, poderíamos potencialmente proporcionar os benefícios biológicos do exercício através de tratamento direcionado, retardando assim a perda óssea em populações vulneráveis, como pacientes acamados ou pessoas com mobilidade limitada, e reduzindo significativamente o risco de fraturas.”
Transição para novos métodos de tratamento da osteoporose
A equipe de pesquisa está agora focada em traduzir essas descobertas em aplicações clínicas. Seu objetivo é desenvolver novos tratamentos que preservem a resistência óssea e melhorem a qualidade de vida de pessoas idosas e acamadas.
O estudo conjunto foi liderado pelo Professor Xu Aiming, Professora de Endocrinologia e Metabolismo Rosie TT Young, professora do departamento e diretora, e Dr. Van Beil, professor associado do Laboratório Estadual de Biotecnologia Farmacêutica, Departamento de Medicina da HKUMed. O projeto também envolveu o professor Eric Honoré, do Instituto de Farmacologia Molecular e Celular do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica (CNRS), da Universidade da Côte d’Azur (UniCA) e do Instituto Nacional Francês de Saúde e Pesquisa Médica (Inserm), que também é professor visitante no Departamento de Farmacologia e Farmácia do HKUMed.
Esta pesquisa foi apoiada pelo Esquema de Áreas de Excelência e pelo Fundo Geral de Pesquisa do Research Grants Council; Fundo de Investigação Médica e de Saúde do Departamento de Saúde do Governo da Região Administrativa Especial de Hong Kong da República Popular da China; Programa Nacional Chave de Pesquisa e Desenvolvimento da China; Fundação Nacional de Ciências Naturais da China; Programa de Ciência da Fronteira Humana; Agência Nacional Francesa de Pesquisa; Fundo de França; Fundação para a Pesquisa Médica; e Fundo de Desenvolvimento da Ciência e Tecnologia de Macau.
