Osteoporose: descoberta do sensor de exercício Piezo1 que fortalece os ossos

A osteoporose é uma doença que fragiliza os ossos e afeta dezenas de milhões de pessoas. Agora, investigadores descobriram um mecanismo essencial que explica como o exercício físico reforça o tecido ósseo - um avanço que pode abrir caminho a novos tratamentos, há muito necessários.

Compreender este processo, até aqui oculto, poderá permitir que os cientistas o adaptem para combater a fragilidade óssea típica da osteoporose. Embora esteja bem demonstrado que o exercício melhora a saúde dos ossos, o modo exato como isso acontecia não era totalmente claro.

Osteoporose, envelhecimento e a dificuldade em fazer exercício

Em geral, os ossos perdem resistência com a idade, o que aumenta o risco de osteoporose. Para muitas pessoas - incluindo idosos e indivíduos mais frágeis - manter uma rotina de exercício regular pode ser difícil ou mesmo impossível. Por isso, um tratamento capaz de reproduzir parte dos benefícios biológicos do exercício poderia ajudar a proteger estes grupos contra a perda de massa óssea.

BMMSCs e o “sensor de exercício” Piezo1 nos ossos

O estudo foi conduzido por uma equipa liderada pela University of Hong Kong, que identificou uma proteína específica a funcionar como um “sensor de exercício” nos ossos. Quando este sensor é ativado, incentiva a formação óssea e, ao mesmo tempo, reduz a acumulação de gordura.

"We need to understand how our bones get stronger when we move or exercise before we can find a way to replicate the benefits of exercise at the molecular level," diz Xu Aimin, cientista biomédico na University of Hong Kong. "This study is a critical step towards that goal."

A investigação centrou-se nas células estaminais mesenquimatosas da medula óssea (BMMSCs). No seu estado inicial, estas células podem seguir dois caminhos: transformar-se em células formadoras de osso, chamadas osteoblastos, ou em células de gordura, chamadas adipócitos.

A direção tomada pelas BMMSCs depende de vários fatores, como sinais de crescimento, hormonas, níveis de inflamação e - aspecto crucial para este trabalho - as forças físicas desencadeadas pelo exercício.

Já se sabia, a partir de experiências com células cultivadas em laboratório, que as forças mecânicas empurram o equilíbrio na direção da formação de osso e afastam-no da formação de gordura. Ainda assim, os investigadores procuravam a razão por detrás desse efeito. Para isso, analisaram uma proteína chamada Piezo1, que estudos anteriores tinham mostrado gerar sinais biológicos em resposta a pressão e a outras forças, como deformação e tensão mecânicas.

O que os testes em ratos mostraram sobre densidade óssea e gordura

Quando a Piezo1 foi removida das células em ratos, os animais passaram a apresentar menor densidade óssea e uma redução na formação de osso. Além disso, aumentou o número de adipócitos na medula óssea. Ensaios adicionais indicaram que ratos sem Piezo1 não obtinham os mesmos benefícios do exercício ao nível do reforço ósseo.

Os investigadores conseguiram também identificar as vias de sinalização específicas utilizadas pela Piezo1, esclarecendo de que forma a ausência desta proteína conduz a inflamação e ao crescimento de gordura. Um ponto importante foi que estas alterações se revelaram reversíveis quando a Piezo1 era ativada ou quando os seus efeitos a jusante eram restabelecidos. Se vierem a ser desenvolvidos fármacos capazes de imitar a Piezo1, este conhecimento torna-se determinante.

"We have essentially decoded how the body converts movement into stronger bones," diz Aimin. "We have identified the molecular exercise sensor, Piezo1, and the signalling pathways it controls.

"This gives us a clear target for intervention. By activating the Piezo1 pathway, we can mimic the benefits of exercise, effectively tricking the body into thinking it is exercising, even in the absence of movement.""

Potencial terapêutico, cautelas e próximos passos

Apesar do potencial, um tratamento deste tipo ainda está longe de se tornar realidade. O trabalho foi realizado em modelos de rato, e não em humanos, e qualquer tentativa de atuar sobre um alvo como a Piezo1 exige grande prudência - esta proteína desempenha múltiplas funções no organismo. Interferir com os seus efeitos pode, em teoria, provocar danos adicionais.

Ainda assim, esta investigação - e outras semelhantes - melhora de forma substancial a compreensão de como a osteoporose se desenvolve. Com o contínuo crescimento da população idosa, torna-se cada vez mais premente encontrar estratégias que permitam manter a saúde por mais tempo.

"This offers a promising strategy beyond traditional physical therapy," afirma o mecanobiólogo e autor sénior Eric Honoré, do Institute of Molecular and Cellular Pharmacology, em França.

"In the future, we could potentially provide the biological benefits of exercise through targeted treatments, thereby slowing bone loss in vulnerable groups such as the bedridden patients or those with limited mobility, and substantially reducing their risk of fractures."

A investigação foi publicada na revista Signal Transduction and Targeted Therapy.