Novo estudo revela como o exercício fortalece os ossos na osteoporose através do Piezo1

A osteoporose é uma doença que fragiliza os ossos e afeta dezenas de milhões de pessoas. Agora, depois de investigadores terem identificado um mecanismo essencial por detrás da forma como o exercício torna os ossos mais fortes, poderão estar mais perto de surgir tratamentos novos - e muito necessários.

Até aqui, sabia-se bem que a actividade física melhora a saúde óssea, mas faltava compreender, em detalhe, o que acontecia ao nível biológico. Ao revelar este processo antes oculto, os cientistas acreditam que será possível adaptá-lo para combater a fragilidade óssea típica da osteoporose.

Como o exercício fortalece os ossos

A equipa, liderada por investigadores da Universidade de Hong Kong, encontrou uma proteína específica que funciona como um “sensor de exercício” nos ossos. Quando é activada, estimula o crescimento ósseo e, ao mesmo tempo, reduz a acumulação de gordura.

“Precisamos de compreender como é que os nossos ossos ficam mais fortes quando nos movemos ou fazemos exercício antes de conseguirmos encontrar uma forma de replicar os benefícios do exercício ao nível molecular”, afirma Xu Aimin, cientista biomédica na Universidade de Hong Kong. “Este estudo é um passo crítico nessa direcção.”

Células estaminais BMMSCs: dois destinos possíveis

A investigação centrou-se nas células estaminais mesenquimatosas da medula óssea (BMMSCs). Na sua forma inicial, estas células podem seguir dois caminhos: transformar-se em células formadoras de osso, chamadas osteoblastos, ou em células de gordura, conhecidas como adipócitos.

A direcção tomada pelas BMMSCs depende de vários factores, entre os quais sinais de crescimento, hormonas, níveis de inflamação e - com particular relevância neste estudo - as forças físicas geradas pelo exercício.

Já se tinha observado, em experiências com células cultivadas em laboratório, que as forças mecânicas empurram o equilíbrio para mais formação de osso e menos gordura. Ainda assim, os investigadores procuravam perceber a razão desse efeito. Para isso, analisaram uma proteína chamada Piezo1, que estudos anteriores já tinham associado à produção de sinais biológicos em resposta a pressão e a outras forças, como tensão e stress mecânicos.

Piezo1 como “sensor molecular” do exercício nos ossos

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 desses ratos. Ensaios adicionais mostraram ainda que os ratos sem Piezo1 não obtinham os mesmos benefícios do exercício no reforço do osso.

Os investigadores identificaram também as vias exactas de sinalização controladas pela Piezo1, clarificando de que modo a sua ausência desencadeia inflamação e crescimento de gordura. Um ponto importante é que estas alterações eram reversíveis se a Piezo1 fosse activada ou se os seus efeitos a jusante fossem restabelecidos. Para o desenvolvimento futuro de fármacos que imitem a Piezo1, esta informação é determinante.

“Basicamente, descodificámos como o corpo converte o movimento em ossos mais fortes”, afirma Aimin. “Identificámos o sensor molecular do exercício, a Piezo1, e as vias de sinalização que ela controla.

“Isto dá-nos um alvo claro para intervenção. Ao activarmos a via da Piezo1, conseguimos imitar os benefícios do exercício, enganando efectivamente o corpo para que pense que está a fazer exercício, mesmo na ausência de movimento.”

Potencial terapêutico e limitações do estudo

Com o avançar da idade, é normal os ossos perderem força, o que aumenta o risco de osteoporose. Para muitas pessoas - incluindo idosos e indivíduos frágeis - praticar exercício com regularidade pode ser difícil ou até impossível. Uma terapêutica que reproduzisse parte dos benefícios biológicos do exercício poderia ajudar a proteger estes grupos contra a perda de massa óssea.

Ainda assim, uma solução deste tipo está longe de estar disponível. Este trabalho foi realizado em modelos de rato, e não em humanos, e apontar para um alvo como a Piezo1 exige grande prudência: esta proteína desempenha múltiplas funções em todo o organismo. Tentar manipular os seus efeitos poderá, se mal direccionado, provocar danos adicionais.

Mesmo com essas reservas, este estudo - e outros semelhantes - melhora substancialmente o conhecimento sobre como a osteoporose se desenvolve. Com o crescimento contínuo da população idosa, torna-se cada vez mais premente encontrar estratégias que permitam manter a saúde por mais tempo.

“Esta abordagem oferece uma estratégia promissora para lá da fisioterapia tradicional”, afirma o mecanobiólogo e autor sénior Eric Honoré, do Instituto de Farmacologia Molecular e Celular em França.

“No futuro, poderemos potencialmente fornecer os benefícios biológicos do exercício através de tratamentos direccionados, desacelerando a perda óssea em grupos vulneráveis, como doentes acamados ou pessoas com mobilidade limitada, e reduzindo de forma substancial o risco de fracturas.”

A investigação foi publicada na revista Transdução de Sinal e Terapia Alvo.