Un estudi liderat per la Universitat Mèdica de Viena, en què hi han participat investigadors de la URV, han determinat el paper que té aquest aminoàcid en el creixement excessiu d’unes cèl·lules gegants nocives, anomenades osteoclasts, en l’artritis reumatoide

Un grup del de recerca de la Universitat Mèdica de Viena ha identificat el paper de l’aminoàcid anomenat arginina en el creixement de les cèl·lules osteoclasts en l’artritis reumatoide. La limitació de la quantitat d’arginina restringeix  la formació excessiva d’aquestes cèl·lules nocives que incideixen en aquesta malaltia. Aquests descobriments, publicats recentment a la revista líder Nature Communications, poden constituir la base dels possibles nous enfocaments terapèutics. A la URV, els investigadors del Departament d’Enginyeria Electrònica, Elèctrica i Automàtica i de la Plataforma de Metabolomica URV-IISPV-CIBERDEM han participat en la recerca. Han utilitzat espectrometria de masses amb isòtops estables per ajudar a comprendre el metabolisme de l’arginina a les cèl·lules gegants. Analitzant els fluxos metabòlics en presència o absència d’arginina, l’equip de la URV va poder confirmar les hipòtesis proposades en la investigació.

L’artritis reumatoide és una malaltia inflamatòria habitual de les articulacions. Una característica d’aquesta malaltia és l’augment de la fusió de cèl·lules immunes endògenes (macròfags) per formar els anomenats osteoclasts, que ataquen i descomponen el teixit ossi.

Igual que altres cèl·lules gegants multinuclears, els osteoclasts necessiten un millor metabolisme energètic per a la ruptura òssia. Les conclusions d’aquest estudi demostren ara que l’augment del metabolisme de l’osteoclast no es pot aconseguir en absència de l’arginina.

El grup liderat per Gernot Schabbauer, de la Universitat Mèdica de Viena ha demostrat ara en diversos models animals que l’esgotament sistemàtic de l’arginina al cos alenteix el metabolisme d’aquestes cèl·lules gegants, disminuint notablement la seva funció. Per aconseguir-ho, els investigadors van utilitzar l’enzim arginasa, que redueix els nivells d’arginina del cos sencer. Això va provocar una disminució del nombre d’osteoclasts a l’os, per tant va provocar menys danys provocats per la malaltia.

“Tot i que l’arginina és una substància endògena, també es complementa amb la dieta”, explica la primera autora del treball Julia Brunner, “els nostres resultats indiquen que la formació i el metabolisme de l’osteoclast es poden alentir restringint l’arginina al cos”. L’arginina és un aminoàcid que és semi-essencial, és a dir, tot i que pot sintetitzar-se per les pròpies vies metabòliques de l’organisme, la dieta també l’ha de subministrar. “L’arginina pot actuar com un combustible per a les cèl·lules i té, bàsicament, diversos efectes beneficiosos”, comenta Brunner, “tot i així, en situacions patològiques, la seva presència pot provocar que les cèl·lules T sobrereaccionin o produeixin augments indesitjables en el nombre de cèl·lules”.

Aquestes reaccions poden ser restringides per l’arginasa,  l’enzim degradant de l’arginina. “L’arginasa forma part del cicle de la urea en el fetge, però també funciona a les cèl·lules immunes i, per tant, pot actuar com a regulador de l’arginina”, explica l’investigador principal Gernot Schabbauer, de l’Institut de Biologia Vascular i de Trombosi de Viena. “L’arginina també té un paper important en el creixement i desenvolupament de cèl·lules immunes que operen en malalties autoimmunes com l’esclerosi múltiple. L’arginasa no només és un punt de partida altament prometedor per al desenvolupament de noves opcions de tractament de l’artritis reumatoide, sinó que també pot ser important per a altres malalties autoimmunes. ”

No obstant això, els immunòlegs indiquen que encara queda molt abans que l’arginasa es pugui utilitzar com a tractament efectiu, ja que les cèl·lules gegants multinuclears tenen la capacitat d’adaptar-se a les condicions baixes d’arginina en trobar altres maneres d’obtenir energia per al seu creixement.

L’estudi es va realitzar a l’Institut de Recerca de Biologia Vascular i Trombosi de Viena, juntament amb altres socis col·laboradors. L’arginasa sintètica va ser proporcionada pel soci comercial Bio-Cancer Treatment International de Hong Kong.

Referència bibliogràfica:  J.S. Brunner, L. Vulliard, M. Hofmann, M. Kieler, A. Lercher, A. Vogel, M. Russier, J.B. Brüggenthies, M. Kerndl, V. Saferding, B. Niederreiter, A. Junza, A. Frauenstein, C. Scholtysek, Y. Mikami, K. Klavins, G. Krönke, A. Bergthaler, J.J. O’Shea, T. Weichhart, F. Meissner, J.S. Smolen, P. Cheng, O. Yanes, J. Menche, P.J. Murray, O. Sharif, S. Blüml, G. Schabbauer. “Environmental arginine controls multinuclear giant cell metabolism and formation“.https://www.nature.com/articles/s41467-020-14285-1 doi.org/10.1038/s41467-020-14285-1