Revista de Osteoporosis y Metabolismo Mineral 00006 / http://dx.doi.org/10.20960/RevOsteoporosMetabMiner.00006
Resumen| PDF

Trabajo Original

Implicación de las conexinas, integrinas y cilio primario en la actividad de las células óseas


Sara Heredero-Jiménez, Irene Tirado-Cabrera, Eduardo Martín-Guerrero, Joan Pizarro-Gómez, María Arántzazu Rodríguez de Gortázar, Juan Antonio Ardura Rodríguez

Prepublicado: 2023-03-28
Publicado: 2023-03-28

Logo Descargas   Número de descargas: 13796      Logo Visitas   Número de visitas: 2024      Citas   Citas: 0

Compártelo:


Introducción: los osteocitos son capaces de detectar diferentes señales, transducirlas en respuestas biológicas y trasmitirlas a los osteoblastos y osteoclastos, permitiendo el mantenimiento de la homeostasis ósea. La mecanotransducción ósea es posible gracias a que los osteocitos presentan diferentes estructuras mecanosensoras como las conexinas (Cx), las integrinas, el cilio primario e incluso receptores acoplados a proteínas G como el receptor de la parathormona tipo 1 (PTH1R). Objetivo: analizar la posible interacción de los diferentes elementos mecanosensores de los osteocitos y ver su influencia en la respuesta biológica. Material y métodos: se trabajó con las líneas celulares osteocíticas MLO-Y4 Cx43+/+ (scrambled (SCR) y ARNi α2) y Cx43-/-. Los resultados obtenidos muestran que la Cx43 y la integrina α2 se encuentran involucradas en el aumento de la longitud del cilio primario, afectando potencialmente a su funcionalidad como mecanosensor (SCR vs. ARNi α2, p < 0,0001 SCR vs. Cx43-/- y p < 0,0001 ARNi α2 vs. Cx43-/-). La integrina α2 también influyó en la localización celular de Cx43 promoviendo que esta se encuentre en la membrana plasmática. También se observó que la activación de PTH1R por agonistas como parathormona (PTH) y proteína relacionada con la parathormona (PTHrP) inducen la fosforilación de la quinasa ERK 1/2, y estos efectos podrían verse afectados por la deficiencia en Cx43, pero no parecen ser mediados por el silenciamiento de integrina α2. Finalmente, se observó que la presencia de la Cx43 y de integrina α2 en los osteocitos aumenta su capacidad de adhesión (Cx43+/+ SCR y ARNi α2 vs. CX43-/- p < 0,001 y p = 0,0039) y que la deficiencia en Cx43 provoca un incremento de la mortalidad de estas células (Cx43-/- vs. Cx43+/+ p = 0,0074).

Palabras Clave: Osteocitos. Conexina 43. Cilio primario. Integrinas. Estímulo mecánico. PTHrP.



Scheuren A, Wehrle E, Flohr F. Bone mechanobiology in mice: toward single-cell in vivo mechanomics. Biomech Model Mechanobiol 2017;16(1):2017-34.
DOI: 10.1007/s10237-017-0935-1
Claude J. Membrane channels formed by gap junction proteins. Biochim Biophys Acta Biomembr 2018;1860(1):1-4.
DOI: 10.1016/j.bbamem.2017.10.021
Rupp M. Osteocytes. Z Orthop Unfall 2019;157(02):154-63.
DOI: 10.1055/a-0658-5922
Geoghegan IP, Hoey DA, McNamara LM. Integrins in Osteocyte Biology and Mechanotransduction. Curr Osteoporos Rep 2019;17(4):195-206.
DOI: 10.1007/s11914-019-00520-2
Plotkin LI, Davis HM, Cisterna BA, Sáez JC. Connexins and Pannexins in Bone and Skeletal Muscle. Curr Osteoporos Rep 2017;15(4):326-34.
DOI: 10.1007/s11914-017-0374-z
Esbrit P, Alcaraz MJ. Current perspectives on parathyroid hormone (PTH) and PTH‐related protein (PTHrP) as bone anabolic therapies. Biochem Pharmacol 2013;85(1):1417-23.
DOI: 10.1016/j.bcp.2013.03.002
Ardura JA, Portal‐Núñez S, Alonso V, Bravo B, Gortázar AR. Handling parathormone receptor type 1 in skeletal diseases: Realities and expectations of abaloparatide. Endocrinol Metab 2019;30(10):756-66.
DOI: 10.1016/j.tem.2019.07.014
Hoey DA, Downs ME, Jacobs CR. The mechanics of the primary cilium: an intricate structure with complex function. J Biomech 2012;45(1):17-26.
DOI: 10.1016/j.jbiomech.2011.08.008
Mirvis M, Stearns T, James W. Cilium structure, assembly, and disassembly regulated by the cytoskeleton. J Biochem 2018;475(14):2329-53.
DOI: 10.1042/BCJ20170453
Pala R, Alomari N, Nauli SM. Primary Cilium-Dependent Signaling Mechanisms. Int J Mol Sci 2017;18(11):2272-345.
DOI: 10.3390/ijms18112272
Batra N, Burra S, Siller-Jackson AJ, Gu S, Xia X, Weber GF, et al. Mechanical stress-activated integrin α5β1 induces opening of connexin 43 hemichannels. PNAS 2012;109(9):3359-64.
DOI: 10.1073/pnas.1115967109
Plotkin LI, Mathov I, Aguirre JI. Mechanical stimulation prevents osteocyte apoptosis: requirement of integrins, Src kinases and ERKs. Am J Physiol Cell Physiol 2005;289(3):633-43.
DOI: 10.1152/ajpcell.00278.2004
Kato Y, Windle JJ, Koop BA, Mundy GR, Bonewald LF. Establishment of an Osteocyte‐ like Cell Line, MLO‐Y4. J Bone Miner Res 1997;12(12):2014-23.
DOI: 10.1359/jbmr.1997.12.12.2014
Plotkin LI, Speacht TL, Donahue HJ. Cx43 and mechanotransduction in bone. Curr Osteoporos Rep 2015;13(2):67-72.
DOI: 10.1007/s11914-015-0255-2
Martín‐Guerrero E, Tirado‐Cabrera I, Buendía I, Alonso V, Gortázar AR, Ardura JA. Primary cilia mediate parathyroid hormone receptor type 1 osteogenic actions in osteocytes and osteoblasts via Gli activation. J Cell Physiol 2020;235(10):7356-69.
DOI: 10.1002/jcp.29636
Zhang J, Chandrasekaran G, Li W, Kim DY, Jeong IY, Lee SH, et al. Wnt-PLC-IP3-Connexin-Ca2+ axis maintains ependymal motile cilia in zebrafish spinal cord. Nat Commun 2020;11(1):1860.
DOI: 10.1038/s41467-020-15248-2
Cresswell EN, Nguyen TM, Horsfield MW, Alepuz AJ, Metzger TA, Niebur GL, et al. Mechanically induced bone formation is not sensitive to local osteocyte density in rat vertebral cancellous bone. J Orthop Res 2018;36(2):672-81.
Tirado-Cabrera I, Martin-Guerrero E, Heredero-Jimenez S, Ardura JA, Gortázar AR. PTH1R traslocation to primary cilia in mechanically-stimulated osteocytes prevents osteoclast formation via regulation of CXCL5 and IL-6 secretion. J Cell Physiol 2022;237(10):3927-43.
DOI: 10.1002/jcp.30849
Rolvien T, Amling M. Disuse Osteoporosis: Clinical and Mechanistic Insights. Calcif Tissue Int 2022;110(5):592-604.
DOI: 10.1007/s00223-021-00836-1
Cheng B, Zhao S, Luo J, Sprague E, Bonewald LF, Jiang JX. Expression of Functional Gap Junctions and Regulation by Fluid Flow in Osteocyte-Like MLO-Y4 Cells. J Bone Miner Res 2001;16(2):249-59.
DOI: 10.1359/jbmr.2001.16.2.249
Gortazar AR, Martin-Millan M, Bravo B, Plotkin LI, Bellido T. Crosstalk between caveolin-1/extracellular signal-regulated kinase (ERK) and β-catenin survival pathways in osteocyte mechanotransduction. J Biol Chem 2013;288(12):8168-75.
DOI: 10.1074/jbc.M112.437921

Artículos Relacionados:

Revisión: Mecanobiología celular y molecular del tejido óseo

Publicado: 2023-03-01 / http://dx.doi.org/

Trabajo Original: Regulación de la plasticidad celular y senescencia en condrocitos articulares: conexina 43 como diana terapéutica para el tratamiento de la artrosis

Trabajo Original: Células osteogénicas afectadas por los factores solubles tumorales contribuyen a la formación del nicho pre-metastásico óseo

Trabajo Original: Efectos de la estimulación mecánica en la comunicación entre células óseas

Trabajo Original: Comparación de las acciones osteogénicas de la proteína relacionada con la parathormona (PTHrP) en modelos de ratón diabético y con déficit del factor de crecimiento similar a la insulina tipo I (IGF-I)

Publicado: 2023-03-02 / http://dx.doi.org/

Editorial: Efectos divergentes del factor de crecimiento endotelial vascular, VEGF y el fragmento N-terminal de la proteína relacionada con la parathormona, PTHrP en células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo humano

Trabajo Original: El factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y el fragmento N-terminal de la proteína relacionada con la parathormona (PTHrP) regulan la proliferación de células madre mesenquimales humanas

Trabajo Original: Implicación de la Cx43 y el cilio primario en la actividad de los osteocitos

Nota Clínica: ¿Se puede diagnosticar una enfermedad genética en base a caracteres fenotípicos? A propósito de un caso de pseudohipoparatiroidismo en Ecuador

Artículo Especial: Conexina 43 y senescencia celular: nuevas estrategias terapéuticas para el tratamiento de la artrosis

Trabajo Original: Efectos osteogénicos de la PTHrP (107-111) cargada en biocerámicas en un modelo de regeneración ósea tras un defecto cavitario en el fémur de conejo

Publicado: 2023-03-03 / http://dx.doi.org/

Trabajo Original: El receptor 2 de VEGF (VEGFR2) y el receptor 1 de la PTH (PTH1R) actúan como mediadores de la respuesta anti-apoptótica al estímulo mecánico en las células osteocíticas MLO-Y4

Publicado: 2023-03-03 / http://dx.doi.org/

Editorial: Papel de la proteína relacionada con la parathormona (PTHrP) en el metabolismo óseo: de la investigación básica a la clínica

Pedro Esbrit

Trabajo Original: El secretoma de los osteocitos estimulados mecánicamente modula la función de las células mesenquimales

Álvaro Tablado Molinera , Irene Gutiérrez Rojas , Luis Álvarez Carrión , Irene Tirado-Cabrera , Sara Heredero-Jiménez , María Arántzazu Rodríguez de Gortázar , Juan Antonio Ardura Rodríguez

Artículos más populares

Revisión: Función de las hormonas sexuales en la homeostasis del hueso y su papel en el desarrollo de la osteoporosis masculina: Una revisión narrativa.

El hueso es un tejido dinámico, que se encuentra e...

Publicado: 2023-07-19

Trabajo Original: Impacto de las fracturas por fragilidad en mujeres españolas con osteoporosis posmenopáusica

Objetivo: dada la repercusión que tienen las fract...

Publicado: 2023-05-22

Editorial: Abaloparatida: el nuevo fármaco anabólico

Publicado: 2023-11-30

Una cookie o galleta informática es un pequeño archivo de información que se guarda en su navegador cada vez que visita nuestra página web. La utilidad de las cookies es guardar el historial de su actividad en nuestra página web, de manera que, cuando la visite nuevamente, ésta pueda identificarle y configurar el contenido de la misma en base a sus hábitos de navegación, identidad y preferencias. Las cookies pueden ser aceptadas, rechazadas, bloqueadas y borradas, según desee. Ello podrá hacerlo mediante las opciones disponibles en la presente ventana o a través de la configuración de su navegador, según el caso. En caso de que rechace las cookies no podremos asegurarle el correcto funcionamiento de las distintas funcionalidades de nuestra página web. Más información en el apartado “POLÍTICA DE COOKIES” de nuestra página web.