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Proteína morfogenética ósea 7

La proteína morfogenética ósea 7 o BMP7 (también conocida como proteína osteogénica-1 u OP-1 ) es una proteína que en los humanos está codificada por el gen BMP7 . [ 5 ] Función...

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La proteína morfogenética ósea 7 o BMP7 (también conocida como proteína osteogénica-1 u OP-1 ) es una proteína que en los humanos está codificada por el gen BMP7 . [ 5 ]

Función

La proteína codificada por este gen pertenece a la superfamilia TGF-β . Al igual que otros miembros de la familia de proteínas morfogenéticas óseas , desempeña un papel clave en la transformación de células mesenquimales en hueso y cartílago. Es inhibida por la nogina y una proteína similar, la cordina , que se expresan en el organizador de Spemann-Mangold. La BMP7 podría estar implicada en la homeostasis ósea . Se expresa en el cerebro , los riñones y la vejiga . [ 6 ]

BMP7 induce la fosforilación de SMAD1 y SMAD5 , que a su vez inducen la transcripción de numerosos genes osteogénicos. [ 7 ] Se ha demostrado que el tratamiento con BMP7 es suficiente para inducir todos los marcadores genéticos de diferenciación de osteoblastos en muchos tipos celulares. [ 6 ]

Función en el desarrollo de los vertebrados

El papel de BMP7 en el desarrollo del riñón de los mamíferos se debe a la inducción de la transición epitelio-mesenquimal (MET) del blastema metanefrogénico. [ 8 ] El tejido epitelial que emerge de este proceso de MET finalmente forma los túbulos y glomérulos de la nefrona. [ 8 ] BMP-7 también es importante en la homeostasis del riñón adulto al inhibir la transición epitelio-mesenquimal (EMT). La expresión de BMP-7 se atenúa cuando la nefrona se somete a estrés inflamatorio o isquémico, lo que conduce a la EMT, que puede resultar en fibrosis renal. [ 9 ] Este tipo de fibrosis a menudo conduce a insuficiencia renal y es predictivo de enfermedad renal terminal. [ 10 ]

Se ha descubierto que BMP7 es crucial en la determinación de la organización ventrodorsal en el pez cebra. BMP7 provoca la expresión de fenotipos ventrales, mientras que su inhibición completa crea un fenotipo dorsal. Además, BMP7 se desactiva parcialmente durante el desarrollo embrionario para dar lugar a la formación de las partes dorsales del organismo. [ 11 ]

En muchos experimentos iniciales sobre el desarrollo embrionario con pez cebra, los científicos utilizaron caBMPR (receptor constitutivamente activo) y tBMP (receptor truncado) para determinar el efecto de BMP7 en la embriogénesis. Descubrieron que el receptor constitutivamente activo, que provoca la expresión generalizada de BMP, genera un fenotipo ventralizado, mientras que el truncado produce un fenotipo dorsalizado.

Aplicación terapéutica

La BMP-7 recombinante humana tiene usos quirúrgicos y se comercializó originalmente bajo la marca OP1 (descontinuada por Olympus Biotech, que la compró a Stryker). Puede utilizarse para ayudar en la fusión de cuerpos vertebrales y prevenir traumatismos neurológicos. [ 12 ] También en el tratamiento de la pseudoartrosis tibial , frecuentemente en casos donde ha fallado un injerto óseo . [ 13 ] La rhBMP-2 se utiliza mucho más ampliamente en la práctica clínica porque ayuda a que el hueso crezca mejor que la rhBMP-7 y otras BMP. [ 14 ]

BMP7 también tiene potencial para el tratamiento de la enfermedad renal crónica. [ 15 ] [ 16 ] La enfermedad renal se caracteriza por una alteración de la arquitectura tubular debido a la acumulación de miofibroblastos y la infiltración de monocitos. [ 17 ] Dado que la BMP-7 endógena es un inhibidor de la cascada de señalización de TGF-β que induce fibrosis, el uso de BMP-7 recombinante exógena (rhBMP-7) podría ser un tratamiento viable para la enfermedad renal crónica. [ 8 ] También se cree que la BMP-7 revierte la fibrosis y la EMT mediante la reducción de la infiltración de monocitos en el tejido inflamado. [ 15 ] A nivel molecular, la BMP-7 reprime la inflamación al disminuir la expresión de varias citocinas proinflamatorias producidas por los monocitos. [ 15 ] Reducir este estrés inflamatorio, a su vez, reduce la probabilidad de fibrosis. [ 9 ]

Independientemente del mecanismo de fibrosis o del origen de los miofibroblastos, se ha demostrado que la BMP-7 exógena revierte el proceso de EMT y desencadena la MET. [ 8 ] Esto finalmente restaura la población de células epiteliales sanas y la función normal de los riñones en ratones. [ 8 ] Esto también es relevante en humanos, ya que muchas enfermedades derivadas de la fibrosis orgánica ocurren a través del proceso de EMT. [ 9 ] La transición epitelio-menenquimal también es problemática en la metástasis del cáncer, por lo que la disminución de la EMT con ADN recombinante podría tener grandes implicaciones en futuras opciones de tratamiento del cáncer. [ 9 ]

Se ha propuesto la administración de BMP7 como un posible tratamiento para la infertilidad humana debido a una respuesta deficiente al tratamiento con FSH . [ 18 ]

Promoción de la grasa parda

Se descubrió que los ratones a los que se les inyectó BMP7 aumentaron su producción de células de grasa parda "buenas", manteniendo constantes sus niveles de células de grasa blanca normales. Como resultado, podría desarrollarse una terapia con BMP7 para la obesidad en humanos. [ 19 ] [ 20 ]

BMP7 no solo estimula la adipogénesis marrón, [ 20 ] [ 21 ] también estimula el "pardeamiento" de los adipocitos brite o beige , transformándolos de un fenotipo similar al blanco a un fenotipo similar al marrón (con inducción de UCP1 y capacidad para realizar termogénesis sin escalofríos, lo que permite dispersar la energía en forma de calor). [ 22 ]

Otros posibles efectos

Varios estudios sugieren que BMP7 puede regular o afectar la ingesta de alimentos. [ 23 ] [ 21 ]

Referencias

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  2. 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000008999 – Ensembl , mayo de 2017
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