Uma nova técnica desenvolvida no Rensselaer Polytechnic Institute permite aos pesquisadores coletar grandes quantidades de informações bioquímicas de amostras ósseas em nanoescala.

Além de adicionar novos insights importantes sobre a luta contra a osteoporose, esta inovação abre uma abordagem totalmente nova baseada em proteômica para analisar a qualidade óssea. Pode até ajudar no estudo arqueológico e forense de esqueletos humanos.

"Somos capazes de levar muito pequenas, amostras de ossos em nanoescala, e determinar as assinaturas de proteínas do osso, "disse Deepak Vashishth, chefe do Departamento de Engenharia Biomédica da Rensselaer, quem conduziu o estudo. "Este é um processo relativamente rápido, maneira fácil de determinarmos a história do osso - como e quando ele se formou - bem como a qualidade do osso, e sua probabilidade de fratura. "

Resultados do estudo, intitulado "Caracterização bioquímica das principais proteínas da matriz óssea usando amostras ósseas de tamanho em nanoescala e metodologia proteômica, "foram lançados online no final de maio pelo jornal Molecular &Cellular Proteomics. O jornal, publicado pela Sociedade Americana de Bioquímica e Biologia Molecular, também apresentará o jornal em uma próxima edição impressa.

A pesquisa, financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA, foi realizado nos laboratórios do Centro de Biotecnologia e Estudos Interdisciplinares de Rensselaer.

Os ossos são compostos principalmente de minerais, sendo o restante composto por matéria orgânica. A grande maioria do material orgânico é colágeno. O material orgânico não colágeno restante é uma mistura de outras proteínas, que formam uma matriz interligada. A qualidade desta matriz varia muito com a idade, nutrição, e doenças. Vashishth e seu grupo de pesquisa investigam esta matriz óssea para determinar como a interação e modificação de proteínas individuais impactam o desenvolvimento, estrutura, e força do osso em geral.

Neste estudo, eles combinaram a microscopia de captura a laser com várias outras técnicas para criar um método inteiramente novo para analisar a matriz óssea. A análise produz dados sobre a concentração de diferentes proteínas na matriz óssea, o que, por sua vez, leva a informações importantes sobre o osso - como quando foi formado, como foi modificado, e se é mais ou menos sujeito a fraturas.

Vashishth disse que este é um passo importante para aumentar as técnicas atuais de diagnóstico de osteoporose, que medem a perda óssea e a quantidade de osso presente, com novo, minimamente invasivo, técnicas orientadas por proteômica para avaliar a qualidade do osso.

O jovem campo da proteômica se concentra na estrutura e função das proteínas, e está pronto para a inovação, Disse Vashishth. O termo "proteômica" ecoa a palavra genômica, o estudo dos genes. A proteômica busca decodificar o proteoma humano documentando a estrutura, função, e interações de proteínas.

"Esta é uma área nova, porque a fratura óssea sempre foi vista da perspectiva do cálcio ósseo, uma perspectiva mineral, e os métodos atuais de tratamento da osteoporose são todos voltados para isso, "disse ele." Na osteoporose, muito pouca atenção tem sido dada às proteínas ósseas. É por isso que estamos muito entusiasmados com nosso novo método baseado em proteômica para ler a assinatura de proteína de um osso, e avaliar a qualidade do osso. Acho que abre um novo caminho para abordar e estudar a osteoporose. "

Como todos os tecidos do corpo humano, os ossos se regeneram com o tempo. Os ossos se regeneram muito mais lentamente do que outros tecidos, Contudo, e o esqueleto leva cerca de 10 anos para se substituir gradualmente por um novo tecido. Diferentes partes de um osso se regeneram em taxas diferentes, o que significa que algumas áreas de um osso podem ser mais antigas e mais suscetíveis a fraturas, enquanto outras áreas do mesmo osso são mais novas e mais resistentes. As partes mais velhas e mais jovens de um osso têm assinaturas de proteínas diferentes e reagem de maneira diferente aos tratamentos médicos. Vashishth disse que seu novo método é uma maneira fácil de ajudar a diferenciar entre diferentes áreas ósseas envelhecidas, determinar sua qualidade, e prever sua suscetibilidade à fratura.

Finalmente, junto com o avanço no campo emergente da proteômica óssea e a abertura de novas possibilidades para estudar e tratar a osteoporose, As descobertas de Vashishth podem ser úteis para pesquisadores em outras áreas que lidam com ossos. Forense, biologia, antropologia, arqueologia, e outras áreas onde as amostras de osso são realmente raras, pequena, e precioso provavelmente consideraria útil analisar assinaturas de proteínas ósseas com o mínimo de dano à amostra óssea, ele disse. Essas informações de assinatura de proteína podem oferecer uma nova visão sobre como os ossos foram formados, junto com a nutrição e dieta desses indivíduos.