Žumanjak i zdravlje kostiju: Peptidi smanjuju aktivnost osteoklasta

Osteoporoza se razvija kada se ravnoteža "graditelja" kostiju (osteoblasta) i "razarača" (osteoklasta) pomakne prema resorpciji. Učinkoviti lijekovi postoje, ali neki se pacijenti boje nuspojava, pa postoji sve veći interes za bioaktivne molekule u hrani. Tim sa Sveučilišta Alberta izvijestio je da hidrolizat žumanjka topljiv u vodi, a posebno njegova subfrakcija FC1 niske molekularne težine (<3 kDa), potiskuju osteoklastogenezu u staničnom modelu i istovremeno pojačavaju apoptozu zrelih osteoklasta. Rad je objavljen u časopisu Food Science of Animal Products.

Metode istraživanja

• Materijal: tri vodotopive frakcije hidrolizata žumanjka (FA, FB, FC) i dvije subfrakcije FC (FC1 <3 kDa i FC2 >3 kDa).
• Model osteoklastogeneze: Makrofagne linije RAW264.7 inducirane RANKL-om (validirani sustav za proučavanje diferencijacije osteoklasta).
• Ocjene:
  • broj TRAP-pozitivnih višejezgrenih stanica;
  • ekspresija/fosforilacija MAPK kaskadnih proteina (p38, JNK, ERK), ključnih za sazrijevanje osteoklasta;
  • markeri apoptoze u zrelim osteoklastima (rani/kasni).
• Raspon doze: do 1000 mcg/ml (gornja testna koncentracija za frakcije/subfrakcije).

Ključni rezultati

• Antiosteoklastogeni učinak: FC frakcija bila je jača od FA/FB, a FC1 je bio najaktivniji: pri gornjoj dozi smanjio je broj TRAP-pozitivnih osteoklasta za otprilike polovicu (ovisno o dozi). Odvojena izvješća pokazuju da se pri 1000 μg/ml udio TRAP-pozitivnih stanica smanjio na ~53% (FC1) i ~84% (FC2) kontrolne razine.
• Signalni putevi: FC1 je potisnuo RANKL-induciranu fosforilaciju p38/JNK/ERK, čime je poremetio ključni put diferencijacije osteoklasta. Učinak je bio ovisan o dozi.
• Apoptoza zrelih osteoklasta: povećana rana i kasna apoptoza, što nadopunjuje antiresorptivni učinak (manje novih osteoklasta + ubrzana smrt postojećih).

Interpretacija i klinički zaključci

• Mehanistički, FC1 djeluje dvostruko: ometa sazrijevanje osteoklasta inhibicijom MAPK kaskade i ubrzava apoptozu već formiranih stanica, što bi trebalo smanjiti resorpciju kostiju. Iz praktične perspektive, čini se da su niskomolekularni žumanjkovi peptidi (<3 kDa) kandidati za funkcionalne sastojke/dodatke prehrani u prevenciji osteoporoze.
• Važno: svi podaci su in vitro na stanicama; bioraspoloživost, metabolizam, učinkovitost in vivo i sigurne radne doze kod životinja/ljudi nisu prikazani. Prije nego što govorimo o klinici, potrebno nam je:
  • studije na životinjama (apsorpcija, distribucija, učinci na gustoću/mikroarhitekturu kostiju, markeri resorpcije/stvaranja kostiju);
  • procjena stabilnosti frakcija u proizvodima/gastrointestinalnom okruženju;
  • randomiziranih kliničkih ispitivanja s kliničkim krajnjim točkama.

Što točno u "žumanjku" može funkcionirati?

Žumanjak je bogat proteinima (uključujući fosvitin) i fosfopeptidima; Wuova grupa je prethodno pokazala osteogeni potencijal komponenti jaja u osteoblastnim modelima. Novi rezultat upotpunjuje sliku: peptidi žumanjka niske molekularne težine mogu ciljati osteoklaste, a ne samo stimulirati osteoblaste. To pojačava interes za prehrambene peptide kao modulatore pregradnje kostiju.

Ograničenja

• Model RAW264.7+RANKL je standardan i praktičan, ali nije ekvivalentan primarnim ljudskim osteoklastima; prenosivost učinka je ograničena.
• Učinci izvan cilja na druge puteve (NF-κB, NFATc1/c-Fos, itd.) i funkcionalne ishode (resorpcija mineraliziranog matriksa) nisu proučavani.
• Različiti izvori daju različite numeričke procjene veličine učinka na TRAP-pozitivne stanice; za točno tumačenje metrike potreban je pristup punom tekstu.

Komentari autora

„Ova studija otvara uzbudljivu mogućnost za zdravlje kostiju: izolacijom vodotopive subfrakcije FC1 pronašli smo prirodnu komponentu koja inhibira diferencijaciju osteoklasta i pokreće njihovu apoptozu“, rekao je koautor Jianping Wu. Rekao je da bi takve frakcije mogle činiti osnovu funkcionalnog sastojka ili dodatka prehrani za prevenciju osteoporoze, podložno naknadnim predkliničkim i kliničkim ispitivanjima.