Pesquisadores do Departamento de Medicina da Escola de Medicina Clínica da Faculdade de Medicina LKS da Universidade de Hong Kong (HKUMD) identificaram um mecanismo 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 conseguem praticar exercício.
A equipe descobriu que uma proteína específica atua como um “sensor de exercício” interno no corpo, permitindo que os ossos respondam ao movimento físico. Esta perspetiva abre a possibilidade de desenvolver medicamentos que reproduzam os benefícios do exercício, oferecendo uma nova esperança para idosos, pacientes acamados e pessoas com doenças crónicas que enfrentam um elevado risco de fraturas. Os resultados foram publicados na revista Transdução de sinal e terapia direcionada.
“A osteoporose e a perda óssea relacionada com a idade afectam milhões de pessoas em todo o mundo, muitas vezes em pacientes idosos e acamados em risco de fracturas e perda de independência”, disse o autor do estudo Xu Yimin, director do Laboratório Estatal Chave de Biotecnologia Farmacêutica e professor catedrático de medicina, Faculdade de Medicina Clínica, Faculdade de Medicina. “Os tratamentos atuais dependem fortemente da atividade física, que muitos pacientes simplesmente não conseguem realizar. Antes de podermos encontrar formas de replicar os benefícios do exercício a nível molecular, precisamos de compreender como os nossos ossos são fortalecidos quando nos movemos ou fazemos exercício. Esta investigação 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 de saúde global generalizado. De acordo com a Organização Mundial da Saúde, cerca de uma em cada três mulheres e um em cada cinco homens com mais de 50 anos sofrerão uma fratura devido a ossos fracos. Em Hong Kong, o efeito é particularmente significativo à medida que a população envelhece, com a osteoporose a afectar 45% das mulheres e 13% dos homens com 65 anos ou mais. Estas fracturas causam frequentemente dor a longo prazo, mobilidade reduzida e perda de independência, colocando grande pressão sobre o sistema de saúde.
À medida que as pessoas envelhecem, 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 fortemente a forças físicas, como movimento e estresse. Com o tempo, porém, o envelhecimento altera esse equilíbrio, fazendo com que a maioria dessas células-tronco se transformem em células de gordura em vez de ossos.
Quando a gordura se acumula dentro da medula óssea, ela exclui o tecido ósseo saudável. Este processo enfraquece ainda mais o osso e cria um ciclo de deterioração que é difícil de reverter com as terapias atuais.
Piezo1 atua como um sensor de exercício ósseo
Através de experimentos utilizando modelos de camundongos e células-tronco humanas, os pesquisadores identificaram uma proteína chamada Piezo1 localizada na superfície das células-tronco mesenquimais da medula óssea. Esta proteína atua como um sensor mecânico, detectando forças físicas geradas durante o movimento e o exercício.
Quando o Piezo1 é ativado pelo exercício em ratos, ele limita a deposição de gordura na medula óssea e promove a formação de novos ossos. Se a proteína estiver ausente, ocorre o contrário. As células-tronco têm maior probabilidade de se transformar em células de gordura, acelerando a perda óssea. A falta de Piezo1 também desencadeia a liberação de sinais inflamatórios (Ccl2 e lipocalina-2), que estimulam as células-tronco a produzir gordura e interferem no crescimento ósseo. Foi demonstrado que o bloqueio desses sinais ajuda a restaurar condições ósseas saudáveis.
Simulação de exercícios para pessoas que não conseguem se mover
“Basicamente decodificamos como o corpo converte o movimento em ossos fortes”, disse o professor Xu Aimin. “Identificamos o sensor molecular de exercício, Piezo1, e os sinais que ele regula. 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. Wang Beil, professor assistente de pesquisa no mesmo departamento e co-líder do estudo, enfatizou a importância da busca por populações vulneráveis. “Esta descoberta é particularmente significativa para indivíduos mais velhos e pacientes que não podem praticar exercício devido a fragilidade, lesões ou doenças crónicas. As nossas descobertas abrem a porta ao desenvolvimento de ‘imitadores de exercício’ – medicamentos que activam quimicamente a via Piezo1 para manter a massa óssea e apoiar a independência.”
O professor Eric Honoré, líder da equipe do Instituto de Farmacologia Molecular e Celular, Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica, e co-líder do estudo, destacou as amplas implicações potenciais. “Isso oferece uma estratégia promissora além da fisioterapia tradicional. No futuro, podemos potencialmente proporcionar os benefícios biológicos do exercício através de tratamentos direcionados, reduzindo assim a perda óssea em grupos vulneráveis, como pacientes acamados ou com mobilidade limitada, e reduzindo significativamente o risco de fraturas”.
Avançando em direção a novos tratamentos para osteoporose
A equipe de pesquisa está agora focada em traduzir essas descobertas em aplicações clínicas. O seu objetivo é desenvolver novas terapias que preservem a resistência óssea e melhorem a qualidade de vida dos idosos e daqueles confinados à cama.
O estudo colaborativo foi co-liderado pelo Prof. Xu Yimin, Rosie TT Yong Professora de Endocrinologia e Metabolismo, Professor Catedrático e Diretor, e Dr. O projeto envolveu também o Instituto de Farmacologia Molecular e Celular, o Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica (CNRS), a Université Côte d’Azur (UNICA) e o Instituto Nacional Francês de Saúde e Pesquisa Médica (INSARM), o professor Eric Honore, que é professor visitante no Departamento de Farmacologia e Farmácia do HUM.
Esta pesquisa foi apoiada pelo Esquema de Excelência e pelo Fundo Geral de Pesquisa do Research Grants Council; Fundo de Saúde e Pesquisa Médica sob o 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; Instituto Nacional de Pesquisa Francês; Fundação de França; Fundação para a Pesquisa Médica; e o Fundo de Desenvolvimento da Ciência e Tecnologia de Macau.
