““Osteoblasto y Osteoblasto y OsteocitoOsteocito. .

Osteoclasto. Proteínas de Osteoclasto. Proteínas de matrízmatrízOsteoclasto. Proteínas de Osteoclasto. Proteínas de matrízmatríz

ósea y mineralizaciónósea y mineralización

Erich Fradingerclase 3 de abril de 2013

CELULAS osteoblastos

Osteocitos

Osteoclastos

PROTEINASCOLAGENAS (Tipo I)

NO COLAGENAS

COMPOSICION OSEA

PROTEINAS NO COLAGENAS

ProteoglicanosGlicoproteínas: Fosfatasa alcalina

Osteonectina

RGD-Proteínas: TrombospondinaFibronectinaVitronectinaOP,BSP

GLA-Proteínas: BGP, MGP

αααα 1

αααα 2

FIBRILLAFIBRILLA

αααα 1

CADENASCADENAS

COLAGENOCOLAGENO

FIBRAFIBRA

Colágeno tipo I

• Estructura, de base, une a proteinas que nuclean a la hidroxiapatita.

PROTEINAS NO COLAGENASPROTEINAS NO COLAGENAS

ProteoglicanosGlicoproteínas: Fosfatasa alcalina

Osteonectina

RGD-Proteínas: TrombospondinaFibronectinaVitronectinaOP,BSP

GLA-Proteínas: BGP, MGP

RGD proteínas

• Fibronectina

• Vitronectina

• Fibrilina• Fibrilina

• Osteopontina

• Sialoproteina ósea.

Glicoproteínas

• Fosfatasa alcalina: hidroliza pirofosfato (inhibidor de cristalización).

• Osteonectina: media la aposición de hidroxiapatita.

Gla-proteinas

• Osteocalcina: 3 residuos gama-carboxilados (proceso vitamina K dependiente).

• Matrix gla-protein: podria regular el metabolismo del cartilago.

OSTEOCLASTOS

•OSTEOPETROSIS “pobre” en OC BF dism.

Calcif Tissue Int 1982 May;34(3):311Role of osteoblasts in hormonal control of bone resorption -a hypothesis. Rodan GA, Martin TJ.

Endocrinology 1988 Nov;123(5):2600-2

Osteoblastic cells are involved in osteoclast formation.

Takahashi N, Akatsu T, Udagawa N, Sasaki T, Yamaguchi A, Moseley JM, Martin TJ, Suda T.

Progenitores

Diferenciación del osteoclasto

HUESO

Progenitores osteoclásticos

Proliferación

Osteoclasto multinucleado

Diferenciación

Osteoblastos

Osteoclasto funcionalQuimiotaxis

Precursor osteoclástico

RANKRANK

RANKL

X

X

X

Alta OPG, mas densidad y menor numero de ocl

sRANKL genera ocl sin obl.

iIL 1-6-11TNFPTH-1.25

OPG OPG

K

•OSTEOPETROSIS “pobre” en OC BF dism

• + RANKL + PTH = no osteoclastos

• + RANKL + 1.25 = no osteoclastos

• + RANKL + IL1 = no osteoclastos

CELULAS RANK -/-

• + TNF alfa = si osteoclastos, por lo tanto hay un mecanismo INDEPENDIENTE de RANKL.

1) Rankl –rank,via NFATc1 promueve expresión de Dend cell transmembrane protein y de ATP6vod2, promotoras de fusión con otros oc mononucleares.

J Musculoskelet Neuronal Interact 2008; 8(3):204-216

sissss

Sin integrina, no hay resorción

Sin c-src (tyr- kinasa) no hay resorción

Sin proteina adapt TALINA, tampoco

Syk.= Tyr kinasa esencial. Syk -/- osteopetrosisFosforila Vav3 (factor intercambiador de guaninas). Vav3-/-=osteopetrosis. Vav 3 favorece pasaje de Rac gdp a gtp.

IBMS BoneKEy. 2011 February;8(2):74-83

La formación de ruffled border tb requiere sinaptotagmina VII, que tb actúa en secrecion de proteinas osteoblasticas.

Rac gtp asocia microtubulos con vesic lisosomales y “entregan” a membrana

•OSTEOPETROSIS “rica” en OC, sin capac resortiva BF aum

•“la presencia de oc y no tanto su actividad resortiva, sería esencial para la actividad de los obl”

¿Es el osteoclasto sólo una célula reabsortiva?

• C fos -/-: OC NO, OBL SI: PTH intermitente no tiene efectos anabólicos

• C src -/-: OC SI, OBL SI: PTH interm tiene efectos anabólicos.

• Rol de Atp6vOd2

• Síntesis de Tnf alfa, IL1, IL6

• Etc!

OSTEOBLASTOS

!

Mediador de mineralización

Vía Wnt y osteoblastos

13 2

Wnt signaling

FORMACION OSEA

Favorece union de Wnt a receptor

13 2

Wnt signaling

FORMACION OSEA

13

Wnt signaling

FORMACION OSEA

13 2

Wnt signaling

FORMACION OSEA

1) Van Buchem , Sclerosteosis2) Mutaciones inactivantes de LRP5 : baja masa ósea3) Sobre-expresión de DKK1: baja masa ósea4) KO DKK1 protege de pérdida ósea post-OVX

OSTEOCITOS

OSTEOCITOS

• Direccionar los oc hacia los lugares donde se requiere remodelacion

• Produccion de factores que influyen en la • Produccion de factores que influyen en la generacion de ob y oc

• Mediadores de la adaptacion homeostatica del hueso a la carga mecanica

• Control de mineralizacion

IMPORTANCIA DE LOS OSTEOCITOS

La falta de carga incrementa la apoptosis de osteocitos y osteoblastos

Recién a los 18 días aumenta el nºde osteoclastos

La apoptosis osteocítica es señal de reclutamiento de clastos

CONCLUSIONES

• Se presenta evidencia de que la apoptosis osteocitica es un efecto DIRECTO de la falta de carga.falta de carga.

• La respuesta rápida de la falta de carga es muerte de osteocitos y osteoblastos.

• La respuesta “lenta” es el aumento de clastos.

CARGA SEÑAL BIOQUIMICA

Detección = Apertura del stretch-activated cation channelDetección = Apertura del stretch-activated cation channely L-type voltage sensitive calcium channel

Respuesta temprana: transferencia de energia mecanica a lasRespuesta temprana: transferencia de energia mecanica a lasintegrinas y cadherinas. Conversión a energía quimica via

Src-fosforilación.

Transferencia de energia mecanica a proteinas de adhesion. La energia es transmitida a quimica por fosforilaciones

Formación de mecanosoma = asciación de CMS con proteínas capaces de translocar al nucleo.

Journal Cell Biochem 2003:88:104-112

CARGA SEÑAL BIOQUIMICA

• LANYON : RECEPTOR ALFA DE E2 • LANYON : RECEPTOR ALFA DE E2

• ( por lo menos UNO de los mecanismos ligados al sensado de carga) .

Lanyon, et al :Nature 2003:424

La respuesta adaptativa a la carga es MENOS efectiva en células que no tienen receptor alfa de E

CARGA SEÑAL BIOQUIMICA

• LANYON : RECEPTOR ALFA DE E2• LANYON : RECEPTOR ALFA DE E2

• Otros : Integrinas, ERKs Kinasas, IGF1

CARGA SEÑAL BIOQUIMICA

• LANYON : RECEPTOR ALFA DE E2• LANYON : RECEPTOR ALFA DE E2

• Otros : Integrinas, ERKs, IGF1

• MANOLAGAS : sclerostina

OSTEOCITOS

CARGA

Disminuye Scl

SCLEROSTINA

CÉLULA MESENQUIMATICA

-OSTEOBLASTO DIFERENCIADO

conex 43 yGap

junctions

Connexin: unidad monomérica

Connexon o hemichannel: hexámero

Gap junction: 2 hemichannels

REMODELACION

30% 70%

Endocrine Reviews, February 2011, 32(1):31–63

COMUNICACIÓN OBL- OCL

INICIACION

Desde lining cells

RANKLM-CSF

Desde osteocitos

a los 18 días aumenta el nºde osteoclastos

La apoptosis osteocítica es señal de reclutamiento de clastos

TRANSICION

1)

TGF-β1-induced Migration of Bone Mesenchymal Stem CellsCouples Bone Resorption and Formation. Nature, 2009

LIBERACION DE TGFB, IGF1-IGF2- BMP2, ETC!!!!!!

Pero, como vimos en osteopetrosis “rica” en ocl, la actividad no sería lo único. Tambien tienen su rol como célula

• 2)

• SECRETA FACTORES DIFERENCIANTES DE LINEA OBL :

• TRAP

• SPHINGOSINE 1

• PDGF

• Mim1

• IGF1 - TGFB

• SECRETA TNF ALFA, IL1, IL6

EPHRINS

4) INTERACCION CON n FACTORES CIRCULANTES

FINALIZACION

¿Sclerostina?: quiescencia del obl

¿otras señales osteocíticas?

Proxima clase

• Leptina y hueso

• Serotonina y hueso

• Marcadores• Marcadores