A homeostase óssea constitui um paradigma fisiológico primorosamente orquestrado em vertebrados, harmonizado pelo delicado equilíbrio entre a formação óssea mediada por osteoblastos e a reabsorção óssea impulsionada por osteoclastos1. Esse equilíbrio intrincado mantém a integridade esquelética, a resiliência biomecânica e a fidelidade metabólica ao longo da vida, respondendo dinamicamente a demandas mecânicas, distúrbios endócrinos e desafios patológicos2. O ciclo de remodelação óssea envolve fases sequenciais de ativação, reabsorção, transição, formação e término, cada uma governada por intrincadas cascatas moleculares que garantem a sincronização espaço-temporal das atividades celulares3.
A interrupção desse mecanismo homeostático, particularmente por meio da atividade excessiva dos osteoclastos ou da função inadequada dos osteoblastos, precipita a perda óssea patológica, característica de numerosos distúrbios osteolíticos 4,5. Essas condições abrangem um amplo espectro de doenças, incluindo osteoporose pós-menopausa e senescente, artrite reumatoide, artrite inflamatória, envolvimento ósseo neoplásico, doença de Paget e distúrbios periodontais6. As manifestações clínicas da reabsorção óssea excessiva incluem aumento do risco de fratura, deformidade esquelética, dor crônica, incapacidade funcional e uma carga substancial de saúde 6,7. Métricas epidemiológicas contemporâneas indicam que a osteoporose sozinha afeta mais de 200 milhões de indivíduos em todo o mundo, com fraturas associadas resultando em morbidade, mortalidade e custos econômicos significativos superiores a bilhões de dólares anualmente 7,8.
Os osteoclastos se manifestam como células gigantes multinucleadas altamente especializadas derivadas de precursores hematopoiéticos da linhagem de fagócitos mononucleares, especificamente macrófagos derivados da medula óssea9. Sua formação representa um processo complexo de várias etapas que requer a coordenação precisa de sinais extracelulares, cascatas de sinalização intracelular e programas transcricionais10. As citocinas essenciais que governam a osteoclastogênese incluem o ativador do receptor do ligante do fator nuclear κB (RANKL) e o fator estimulador de colônias de macrófagos (M-CSF), que se ligam aos seus respectivos receptores RANK e c-Fms para iniciar programas de diferenciação11. A interação RANKL-RANK desencadeia a ativação de múltiplas vias de sinalização a jusante, incluindo proteínas quinases ativadas por mitógenos (MAPKs), fator nuclear κB (NF-κB), fosfoinositídeo 3-quinase / proteína quinase B (PI3K / Akt) e vias de cálcio / calcineurina, que convergem para o fator nuclear das células T ativadas citoplasmáticas 1 (NFATc1), o regulador transcricional mestre da osteoclastogênese10 , 11 , 12 .
Dentre os vários mecanismos regulatórios que controlam a biologia dos osteoclastos, a sinalização Notch emergiu como um modulador crítico com funções complexas e dependentes do contexto13. A via Notch é um sistema de comunicação célula-célula evolutivamente conservado que governa a determinação, diferenciação, proliferação e apoptose do destino celular em diversos tecidos e estágios de desenvolvimento14. Em mamíferos, quatro receptores Notch (Notch1-4) interagem com cinco ligantes canônicos (Delta-like 1, 3 e 4 e Jagged 1 e 2) para mediar a sinalização intercelular. A ativação da via envolve ligação ao ligante, alterações conformacionais e clivagem proteolítica sequencial por metaloproteases ADAM e pelo complexo γ-secretase, que finalmente libera o domínio intracelular Notch (NICD) para a translocação nuclear e regulação transcricional de genes-alvo, incluindo as famílias Hes e Hey14,15. O papel da sinalização Notch na osteoclastogênese permanece controverso e parece ser altamente dependente do contexto, com estudos relatando efeitos estimulatórios e inibitórios, dependendo dos subtipos específicos de receptores, disponibilidade de ligantes, microambiente celular e condições experimentais 16,17,18.
As abordagens terapêuticas predominantes para doenças osteolíticas concentram-se principalmente em estratégias antirreabsortivas, incluindo bifosfonatos, denosumabe (inibidor de RANKL), moduladores seletivos do receptor de estrogênio e calcitonina 7,8,19. Embora esses tratamentos reduzam efetivamente a reabsorção óssea e o risco de fratura, eles estão associados a limitações significativas, incluindo toxicidade gastrointestinal, osteonecrose da mandíbula, fraturas atípicas, aumento do risco de infecção e preocupações com a segurança a longo prazo. Além disso, esses agentes podem suprimir excessivamente a renovação óssea, potencialmente comprometendo a qualidade óssea e os mecanismos de reparo. Consequentemente, há uma necessidade clínica urgente de novos agentes terapêuticos que possam inibir seletivamente a atividade patológica dos osteoclastos, minimizando os efeitos adversos e preservando a capacidade fisiológica de remodelação óssea 8,14.
Os inibidores da γ-secretase representam uma classe promissora de compostos com potenciais aplicações em doenças osteolíticas por meio da modulação da sinalização Notch14,20. Esses agentes têm sido extensivamente estudados em oncologia e pesquisa de doenças neurodegenerativas, com vários compostos avançando para ensaios clínicos para a doença de Alzheimer e vários tipos de câncer. LY900009, um inibidor potente e seletivo da γ-secretase, demonstrou propriedades farmacológicas favoráveis, incluindo alta especificidade, biodisponibilidade e um perfil de segurança gerenciável em estudos preliminares21,22. No entanto, seus efeitos específicos na osteoclastogênese induzida por RANKL e potencial utilidade terapêutica em doenças osteolíticas permanecem incompletamente caracterizados. Este estudo foi desenhado para avaliar se LY900009 poderia inibir a osteoclastogênese por meio da interrupção da sinalização Notch, potencialmente oferecendo uma nova abordagem terapêutica para doenças osteolíticas. Desenvolvemos protocolos abrangentes para avaliar seus efeitos na formação de osteoclastos, atividade de reabsorção óssea, vias de sinalização e eficácia in vivo em modelos inflamatórios de perda óssea.