Estudio de la expresión de factores óseos en el hueso murino ante la falta de pleiotrofina y sus cambios en la situación inflamatoria / Study of bone factor expression in murine model in the absence of pleiotrophin and its changes in the inflammatory situation

La pleitrofina (PTN) en un péptido implicado en el desarrollo y el mantenimiento del tejido óseo, y con importantes funciones en los procesos inflamatorios. Sin embargo, la deleción de la PTN en modelos murinos no produce un deterioro óseo significativo, sin que hasta la fecha se hayan estudiado los mecanismos que compensan su perdida. Con este estudio quisimos comprobar cómo afecta la deleción de PTN y la inflamación aguda a la expresión de factores óseos. Para ello empleamos ratones hembra de tres meses deficientes para la PTN (PTNKo) a las que indujimos una inflamación aguda por administración de lipopolisacárido (LPS). Se aislaron las vértebras y las tibias para poder medir la expresión de genes y realizar un recuento de osteocitos. En cultivos celulares comprobamos si la PTN podía proteger a células MC3T3 (osteoblásticas) y MLOY4 (osteocitos) de la inducción de muerte celular producida por etopósido. Nuestros resultados muestran que la expresión de osteocalcina está incrementada en las vértebras de los ratones PTNKo, y que la inflamación produjo el incremento de expresión de podaplanina (E11), conexina 43 (Cox43) y el péptido relacionado con la parathormona (PTHrP) en los ratones PTNKo tratados con LPS. La administración de PTN redujo de manera significativa la muerte inducida por etopósido en cultivos de células MC3T3 y MLOY4. En conclusión, la deficiencia de PTN indujo un aumento de la expresión de OCN, y la inflamación aguda produjo la sobrexpresión de E11, PTHrP, y Cox43 en ratones PTNKo. La PTN aumentó la viabilidad de células osteblásticas y osteocitos frente al tratamiento con etopósido

Pleiotrophin (PTN) is a peptide involved in the development and maintenance of bone tissue with important functions in inflammatory processes. However, the deletion of PTN in murine models does not produce a significant bone deterioration, but the mechanisms that compensate for its loss have not been studied to date. Our study was aimed at verifying how the deletion of PTN and acute inflammation affect the expression of bone factors. To this end, we used three-month-old female mice deficient for PTN (PTNKo) to which we induced acute inflammation by administration of lipopolysaccharide (LPS). Vertebrae and tibiae were isolated to measure gene expression and carry out an osteocyte count. In cell cultures, we checked whether PTN could protect MC3T3 (osteoblast) and MLOY4 (osteocyte) cells from the induction of cell death caused by etoposide. Our results show that the expression of osteocalcin is increased in the vertebrae of PTNKo mice, and that inflammation increased the expression of podhalanin (E11), connexin 43 (Cox43) and the parathormone-related peptide (PTHrP) in the PTNKo mice treated with LPS. Administering PTN significantly reduced etoposide-induced death in MC3T3 and MLOY4 cell cultures. Thus, PTN deficiency induced increased expression of OCN, and acute inflammation produced overexpression of E11, PTHrP, and Cox43 in PTNKo mice. PTN increased the viability of osteoblastic cells and osteocytes compared to etoposide treatment

Efectos de la estimulación mecánica en la comunicación entre células óseas / Effects of mechanical stimulation oncommunication between bone cells

La fuerza mecánica es importante para el modelado, el remodelado y la regeneración ósea; estimula a los osteocitos provocando una alteración en la producción y secreción de moléculas de señalización que regulan la actividad de los osteoblastos y los osteoclastos. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto del medio condicionado de células osteocíticas de ratón estimuladas mecánicamente sobre la capacidad proliferativa y migratoria de células mesenquimales y células óseas. Para ello, se analizó la proliferación y migración de las células preosteoblásticas de ratón, células mesenquimales preadiposas humanas y macrófagos de ratón en presencia del medio condicionado de las células osteocíticas, tras 6 y 24 horas después de ser sometidas a un estrés mecánico de 10 dinas/cm2 por flujo de fluido (FF) durante 10 minutos. Se encontró que la migración de células preosteoblásticas aumentó significativamente en presencia de medios condicionados de células osteocíticas con respecto al grupo control estático (SC) (SC=12,63±5,44; FF6h=23,03±11,57; FF24h=29,72±15,76; p<0,0001). De la misma manera, las células preadiposas también incrementaron significativamente su migración en presencia de dichos medios condicionados (SC=11,48±4,75; FF6h=18,43±9,94; FF24h=18,80±10,03; p≤0,0007). Sin embargo, la migración de los macrófagos disminuyó en presencia del medio condicionado recogido a las 24 horas con respecto al grupo control estático (SC=69±22,71; FF24h=26,57±5,47; p<0,0001). Estos efectos se asociaron con la disminución de la expresión proteica de ciertas quimioquinas, como la proteína quimiotáctica de monocitos de tipo I (SC=0,25±0,06; FF24h=0,09±0,005; p=0,0262), la proteína del grupo I de alta movilidad (SC=0,25±0,04; FF24h=0,15±0,05; p=0,0159) y la proteína reguladora de la activación de linfocitos T y monocitos (SC=3,29±0,88; FF6h=1,33±1,09; FF24h=0,97±0,66; p≤0,0314), por parte de los osteocitos en presencia de estímulo mecánico con respecto al grupo control estático. En conclusión, este estudio in vitro demuestra que la mecanotransducción de los osteocitos potencia el reclutamiento de osteoblastos y células mesenquimales preadiposas mientras que reduce la migración de los macrófagos

Mechanical force is important for modeling, remodeling and bone regeneration. It stimulates the osteocytes, causingan alteration in the production and secretion of signaling molecules that regulate osteoblast and osteoclast activity.The present study aims to evaluate the effect of the conditioned medium of mechanically stimulated mouse osteocyticcells on the proliferative and migratory capacity of mesenchymal cells and bone cells. For this, the proliferation andmigration of mouse pre‐osteoblastic cells, human pre‐adult mesenchymal cells and mouse macrophages in the pre‐sence of the conditioned medium of osteocytic cells were analyzed, after 6 and 24 hours after being subjected to amechanical stress of 10 dynes/cm2by fluid flow (FF) for 10 minutes. The migration of pre‐osteoblastic cells has beenfound to increase significantly in the presence of conditioned media of osteocytic cells compared to the static controlgroup (SC)(SC=12.63±5.44, FF6h=23.03±11.57, FF24h=29.72±15.76, p<0.0001). In the same way, the pre‐adipose cellsalso significantly increased their migration in the presence of this conditioned media (SC=11.48±4.75, FF6h=18.43±9.94,FF24h=18.80±10.03; p≤0.0007). However, macrophage migration decreased in the presence of the conditioned mediumcollected at 24 hours with respect to the static control group (SC=69±22.71, FF24h=26.57±5.47, p<0.0001). Theseeffects were associated with decreased protein expression of certain chemokines, such as the monocyte chemotacticprotein type I (SC=0.25±0.06, FF24h=0.09±0.005, p=0.0262), the protein of group I of high mobility (SC=0.25±0.04,FF24h=0.15±0.05, p=0.0159) and the regulatory protein of the activation of T lymphocytes and monocytes(SC=3.29±0.88, FF6h=1.33±1.09, FF24h=0.97±0.66, p≤0.0314), by the osteocytes in the presence of mechanical stimu‐lation with respect to the static control group. In conclusion, this in vitro study demonstrates that osteocyte mechano‐transduction enhances recruitment of osteoblasts and pre‐adipose mesenchymal cells while reducing the migration ofmacrophages

El receptor 2 de VEGF (VEGFR2) y el receptor 1 de la PTH (PTH1R) actúan como mediadores de la respuesta antiapoptótica al estímulo mecánico en las células osteocíticas MLO-Y4 / The VEGF (VEGFR2) 2 receptor and PTH (PTH1R) 1 receptor act as mediators in the anti-apoptotic response to mechanical stimulus in MLO-Y4 osteocyte-like cell

La estimulación mecánica juega un papel fundamental en el mantenimiento de la masa ósea. Dicha estimulación previene la apoptosis de los osteocitos por un mecanismo que implica la acumulación de β-catenina y la translocación nuclear de quinasas reguladas por señales extracelulares (ERK). El factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF) y la proteína relacionada con la parathormona (PTHrP) modulan la formación ósea, aunque su interacción con los osteocitos es desconocida. En el presente estudio hemos evaluado el posible papel del receptor 2 del VEGF (VEGFR2) y del receptor tipo 1 de PTH (PTH1R) en la respuesta antiapoptótica a la estimulación mecánica en células osteocíticas MLO-Y4. Las células se sometieron a estrés mecánico por flujo laminar de fluido (10 min, 10 dinas/cm2) o choque hipotónico (240 mOsm, 1h), o estimuladas con VEGF165 o PTHrP (1-36). Además, comparamos los efectos de sobre-expresar VEGFR2 y el estímulo mecánico en estas células. La estimulación mecánica, el VEGF165 o la PTHrP (1-36), de manera similar, estimularon la viabilidad celular y la estabilización de β-catenina, relacionada con su localización en la membrana. Además, la estimulación mecánica aumentó la presencia del PTH1R en la membrana. La inhibición del VEGFR2 así como el antagonista PTHrP (7-34) disminuyeron estos efectos. Por otro lado, la sobre-expresión del VEGFR2 en las células MLO-Y4 mimetizó el efecto del estímulo mecánico sobre la β-catenina y la viabilidad celular. Estos hallazgos apoyan un papel funcional de ambos sistemas, VEGF/VEGFR2 y PTHrP/PTH1R, en la respuesta temprana a la estimulación mecánica para promover la viabilidad osteocítica (AU)

Mechanical stimulation plays a crucial role in bone mineral maintenance. This stimulation prevents osteocyte apoptosis by a mechanism that involves β-catenin accumulation and nuclear translocation of extracellular-signal-regulated kinases (ERKs). The vascular endothelial growth factor (VEGF) and parathyroid hormone-related protein (PTHrP) modulate bone formation, although their interaction with osteocytes is unknown. In this paper we have considered the possible role of VEGF (VEGFR2) 2 receptor and PTH (PTH1R) type 1 receptor in the anti-apoptotic response to mechanical stimulation of MLO-Y4 osteocyte-like cells. The cells were subjected to mechanical stress by laminar fluid flow (10 min, 10 dinas/cm2 ) or hypotonic shock (240 mOsm, 1h), or stimulated with VEGF165 or PTHrP (1-36). We also compared the effects of overexpressed VEGFR2 and mechanical stimulation of these cells. Mechanical stimulation, VEGF165 or PTHrP (1-36) stimulated cellular viability and β-catenin stabilization in a similar manner, associated with its localization in the membrane. Mechanical stimulation increased PTH1R presence in the membrane. VEGFR2 inhibition as well as the PTHrP (7-34) antagonist reduced these effects. On the other hand, VEGFR2 overexpression in MLO-Y4 cells mimicked the mechanical stimulation effect on β-catenin and cellular viability. Our findings support a functional role for both systems, VEGF/VEGFR2 and PTHrP/PTH1R, in the early response to mechanical stimulation in promoting osteocyte-like viability (AU)

Diferentes dosis de los fitoestrógenos genisteína y daidzeína afectan de distinto modo a la viabilidad celular y a la expresión de factores implicados en el desarrollo de cáncer de próstata / Different doses of genistein and daidzein phytoestrogens affect cell viability and expression of factors involved in the development of prostrate carcinoma differently

Introducción. Estudios epidemiológicos sugieren que los fitoestrógenos de la soja podrían ser responsables de la baja incidencia del carcinoma prostático (CaP) en poblaciones asiáticas. Las células de CaP expresan factores reguladores de la proliferación/viabilidad celular, así como factores capaces de interaccionar con las células en el microambiente óseo. En el presente estudio hemos evaluado los efectos de los fitoestrógenos de la soja, genisteína y daidzeína, sobre la viabilidad celular/apoptosis y sobre la expresión de la proteína relacionada con la parathormona (PTHrP) y su receptor (PTH1R), la osteoprotegerina (OPG) y el ligando del receptor activador del NF-kappa B (RANKL) en las células de CaP humano PC-3 y LNCaP. Pacientes y métodos. Las células, sembradas a 20.000 células/cm2 en RPMI con suero fetal bovino al 10%, se incubaron con distintas concentraciones de cada fitoestrógeno o el vehículo salino (control basal) durante 1-4 días. La viabilidad celular se evaluó por exclusión con azul de tripán y la apoptosis se determinó por citometría de flujo. La expresión génica de PTHrP se analizó por RT-PCR semicuantitativa con cebadores específicos. La expresión proteica de PTHrP, PTH1R, OPG y RANKL se determinó por transferencia western en extractos de proteína celular total o de membrana (RANKL). Resultados. Hemos encontrado que tanto la genisteína como la daidzeína en el rango µM disminuyen la viabilidad celular e incrementan la apoptosis; siendo la genisteína más potente y eficaz que la daidzeína en ambos tipos celulares. Además, estas isoflavonas a dosis ¾ nM aumentan la expresión de PTHrP y del PTH1R, así como la relación OPG/RANKL en estas células. Conclusiones. Estos hallazgos demuestran que diferentes dosis de genisteína y daidzeína inducen efectos diversos sobre las células de CaP que podrían afectar al desarrollo de este tumor(AU)

Introduction. Epidemiological studies suggest that soy phytoestrogens might be responsible for the low incidence of prostate carcinoma (PCa) in Asian populations. PCa cells express regulatory factors of cell proliferation and viability, and also several factors that interact with cells in the bone microenvironment. In the present study, we evaluated the effects of soy phytoestrogens genistein and daidzein on cell viability and apoptosis, and also on the expression of parathormone-related protein (PTHrP) and its receptor (PTH1R), osteoprotegerina (OPG) and receptor activator of nuclear factor kappa B ligand (RANK-L) in the human PCa cell lines PC-3 and LNCaP. Patients and methods. Cells were seeded at 20,000 cells/cm2 in RPMI with 10% fetal bovine serum, and then were incubated with different concentrations of each phytoestrogen or saline vehicle (basal control) for 1-4 days. Cell viability was evaluated by Trypan blue exclusion, and apoptosis was determined by flow citometry. Gene expression of PTHrP was analyzed by semiquantitative RT-PCR with specific primers. Protein expression of PTHrP, the PTH1R, OPG, and RANKL was determined by western blot in total cell protein or cell membrane (RANKL) extracts. Results. We found that both genistein and daidzein, at µM range, decrease cell viability and increase apoptosis; but genistein was more potent and efficient than daidzein in both PCa cell lines. In addition, these isoflavones, at ¾ nM, increase the expression of PTHrP and the PTH1R, and also the OPG/RANKL ratio in these cells. Conclusions. These findings demonstrate that different concentrations of genistein and daidzein induce distinct effects on PCa cells that might affect PCa development(AU)