חלמון ביצה ובריאות העצם: פפטידים מפחיתים את פעילות האוסטאוקלסטים

אוסטאופורוזיס מתפתחת כאשר מאזן "בוני" העצם (אוסטאובלסטים) וה"הורסים" (אוסטאוקלסטים) עובר לכיוון ספיגה מחדש. קיימות תרופות יעילות, אך חלק מהחולים חוששים מתופעות לוואי, ולכן יש עניין גובר במולקולות ביו-אקטיביות במזון. צוות מאוניברסיטת אלברטה דיווח כי הידרוליזט של חלמון ביצה מסיס במים, ובמיוחד תת-המקטע שלו FC1 (<3 kDa), בעל משקל מולקולרי נמוך, מדכאים אוסטאוקלסטוגנזה במודל תאי ובמקביל משפרים אפופטוזיס של אוסטאוקלסטים בוגרים. העבודה פורסמה ב- Food Science of Animal Products.

שיטות מחקר

• חומר: שלושה שברים מסיסים במים של הידרוליזה של חלמון (FA, FB, FC) ושני תת-שברים של FC (FC1 <3 kDa ו-FC2 >3 kDa).
• מודל אוסטאוקלסטוגנזה: קווי מקרופאגים RAW264.7 המושרים על ידי RANKL (מערכת מאומתת לחקר התמיינות אוסטאוקלסטים).
• דירוגים:
  • מספר תאים רב-גרעיניים חיוביים ל-TRAP;
  • ביטוי/זרחון של חלבוני MAPK (p38, JNK, ERK), קריטיים להבשלת אוסטאוקלסטים;
  • סמנים של אפופטוזיס באוסטאוקלסטים בוגרים (מוקדם/מאוחר).
• טווח מינון: עד 1000 מק"ג/מ"ל (ריכוז בדיקה עליון עבור שברים/תת-שברים).

תוצאות מפתח

• השפעה אנטי-אוסטאוקלסטוגנית: חלק התאים החיוביים ל-TRAP היה חזק יותר מחלק התאים החיוביים ל-FA/FB, וחלק התאים החיוביים ל-FC1 היה הפעיל ביותר: במינון הגבוה יותר הוא הפחית את מספר התאים החיוביים ל-TRAP בכמחצית (תלוי במינון). דיווחים נפרדים מצביעים על כך שבמינון של 1000 מיקרוגרם/מ"ל, שיעור התאים החיוביים ל-TRAP ירד לכ-53% (FC1) וכ-84% (FC2) מרמת הביקורת.
• מסלולי איתות: FC1 דיכא זרחון p38/JNK/ERK המושרה על ידי RANKL, ובכך שיבש מסלול מפתח של התמיינות אוסטאוקלסטים. ההשפעה הייתה תלוית מינון.
• אפופטוזיס של אוסטאוקלסטים בוגרים: אפופטוזיס מוקדם ומאוחר מוגבר, מה שמשלים את ההשפעה נוגדת הספיגה (פחות אוסטאוקלסטים חדשים + מוות מואץ של אוסטאוקלסטים קיימים).

פרשנות ומסקנות קליניות

• מבחינה מכנית, FC1 פועל עם מכה כפולה: הוא מפריע להבשלת אוסטאוקלסטים באמצעות עיכוב מפל MAPK ומאיץ אפופטוזיס של תאים שכבר נוצרו, מה שאמור להפחית את ספיגת העצם. מנקודת מבט מעשית, פפטידים של חלמון בעלי משקל מולקולרי נמוך (<3 kDa) נראים כמועמדים למרכיבים/תוספי תזונה פונקציונליים במניעת אוסטאופורוזיס.
• חשוב: כל הנתונים הם במבחנה על תאים; זמינות ביולוגית, מטבוליזם, יעילות in vivo ומינונים בטוחים לעבודה בבעלי חיים/בני אדם אינם מוצגים. לפני שנדבר על המרפאה, עלינו:
  • מחקרים בבעלי חיים (ספיגה, תפוצה, השפעות על צפיפות העצם/מיקרו-ארכיטקטורה, סמנים של ספיגת/יצירת עצם);
  • הערכת יציבות של מקטעים במוצרים/בסביבה במערכת העיכול;
  • ניסויים קליניים אקראיים עם נקודות סיום קליניות.

מה בדיוק ב"חלמון" יכול לעבוד?

חלמון ביצה עשיר בחלבונים (כולל פוסוויטין) ופוספופפטידים; קבוצתו של וו הדגימה בעבר את הפוטנציאל האוסטאוגני של רכיבי ביצה במודלים אוסטאובלסטיים. התוצאה החדשה משלימה את התמונה: פפטידים של חלמון במשקל מולקולרי נמוך יכולים לכוון לאוסטאוקלסטים, ולא רק לעורר אוסטאובלסטים. זה מחזק את העניין בפפטידים תזונתיים כמווסתים של שיפוץ עצם.

הגבלות

• מודל RAW264.7+RANKL הוא סטנדרטי ונוח, אך אינו שווה ערך לאוסטאוקלסטים אנושיים ראשוניים; יכולת ההעברה של האפקט מוגבלת.
• לא נחקרו השפעות מחוץ למטרה על מסלולים אחרים (NF-κB, NFATc1/c-Fos וכו') ותוצאות פונקציונליות (ספיגה של המטריצה המינרלית).
• מקורות שונים מספקים הערכות מספריות שונות של גודל ההשפעה על תאים חיוביים ל-TRAP; גישה לטקסט המלא נדרשת לפרשנות מדויקת של המדדים.

הערות המחברים

"מחקר זה פותח אפשרות מרגשת לבריאות העצם: על ידי בידוד תת-חלק מסיס במים של FC1, מצאנו רכיב טבעי אשר גם מעכב את התמיינות האוסטאוקלסטים וגם מפעיל את האפופטוזיס שלהם", אמר ג'יאנפינג וו, מחבר המחקר. הוא אמר כי חלקים כאלה יכולים להוות בסיס למרכיב פונקציונלי או תוסף למניעת אוסטאופורוזיס, בכפוף לבדיקות פרה-קליניות וקליניות שלאחר מכן.