*602643 TUMOR NECROSIS FACTOR RECEPTOR SUPERFAMILY, MEMBER 11B; TNFRSF11B
Títulos Alternativos
OSTEOPROTEGERINA; OPG
FATOR INIBIDOR DE OSTEOCLASTOGENESE; OCIF
Lócus do Gene Mapeado 8q24

TEXTO

CLONAGEM

Simnonet e outros (1997) identificaram uma glicoproteína secretada que regula a reabsorção do osso. A proteína humana, chamada osteoprotegerina (OPG), é um membro da super-família de receptores de fator de necrose tumoral (TNF) e contém 401 aminoácidos. “In vivo”, a expressão hepática da OPG nos camundongos transgênicos resulta em uma profunda ainda que não letal osteopetrose [formação excessiva do osso e calcificação da cartilagem, especialmente em ossos longos, levando à obliteração de espaços medulares e à anemia com metastasia mielóide e hepatoesplenomegalia. Stedman], coincidente com um decréscimo nos últimos estágios da diferenciação dos osteoclastos. Esses mesmos efeitos são observados na adminstração de OPG em camundongos normais. ‘In vitro’, a diferenciação dos osteoclastos a partir de células precursoras é bloqueada de maneira dependente da dose por OPG recombinante. Além disso, a OPG bloqueia a perda óssea em ratos associada à ovariectomia. Simonet e outros (1997) concluíram que a OPG pode agir como um fator solúvel na regulação da massa óssea e especularam que a OPG pode ser útil no tratamento da osteoporose associada com atividade aumentada do osteoclasto.

Tsuda e outros (1997) identificaram a mesma glicoproteína, a qual eles chamaram fator inibitório de osteoclastogênese (OCIF). Yasuda e outros (1998) clonaram um cDNA humano para OCIF. A OPG/OCIF humana recombinante atua especificamente nos tecidos do osso e aumenta a densidade mineral do osso e o volume ósseo associado com um decréscimo do número de osteoclastos ativos e ratos normais.Os osteoclastos ou as células-tronco derivadas de medula óssea sustentam a osteoclastogênese através de interações de célula para célula. Uma única classe de sítios de ligação de alta afinidade para OPG/OCIF aparece na linha celular estromal do camundongo, st2, em resposta à 1.25-dihidroxivitamina D3. Um anicorpo anti-OPG/OCIF que bloqueia a ligação abole a atividade biológica de OPG/OCIF. Quando os sítios estão bloqueados com OPG/OCIF, as células st2 falham em sustentar a osteoclastogênese. Esses resultados sugeriram a Yasuda e outros (1998) que os sítios estão envolvidos na sinalização célula para célula entre as células do estroma e progenitoras dos osteoclastos e que OPG/OCIF inibe a osteoclastogênese pela interrupção da sinalização através dos sítios.

ESTRUTURA DO GENE

Morinaga e outros (1998) clonaram e caracterizaram o gene OPG/OCIF. Ele tem cinco éxons e se expande em 29 quilo-bases, e está presente em uma única cópia. O códon de terminação da tradução está localizado no éxon 5 e um sinal adicional típico de poli(A) reside a 173 nucleotídeos a jusante do códon de terminação da tradução. Um síttio de iniciação de transcrição principal está presente a 67 nucleotídeos a montante do códon ATG de iniciação. Um único íntron divide um alongamento que codifica quatro motivos ricos em cisteína, implicando na diversidade dos outros membros da família de receptores de TNF (fator de necrose tumoral). Duas regiões de domínios de morte homólogas presentes em seguida uma da outra no OPG/OCIT são codificadas separadamente pelos éxons 4 e 5. A conservação de sequências de aminoácidos sugere que o éxon 4 é produzido por uma duplicação e uma porção do éxon 5.

FUNÇÃO DO GENE

Kong e outros (1999) relataram que células T ativadas podem disparar diretamente a osteoclastogênese através de um ligante da osteoprotegerina (OPGL ou RANKL; omim 602642). A ativação sistêmica das células T ‘in vivo’ leva a um aumento da osteoclastogênese mediada pela OPGL e perda óssea. Em um modelo de adjuvante de artrite do rato dependente de célula T caracterizado por severa inflamação das juntas, destruição da cartilagem e do osso, e mutilação, o bloqueio da OPGL através do tratamento com osteoprotegerina no estabelecimento da doença preveniu a destruição do osso e da cartilagem mas não a inflamação. Esses resultados mostram que ambas a ativação sistêmica e local das células T podem levar à produção de OPGL e subseqüente perda óssea, e eles proporcionam um novo paradigma para as células T com reguladoras da fisiologia do osso.

Em um estudo prospective da aterosclerose baseada em populações com acompanhamento por dez anos, Kiechl e outros (2004) descobriram que a osteoprotegerina do soro mostrou uma forte associação com numerosos fatores de risco vascular. Análises multivariadas revelaram que a osteoprotegerina estava significativamente relacionada à severidade e progressão da aterosclerose da carótida em 10 anos. Um alto nível de osteoprotegerina foi um fator de risco independente para a incidente doença cardiovascular e mortalidade vascular mas não para mortalidade devida a causas não vasculares. Kiechl e outros (2004) concluíram que a osteoprotegerina é um fator de risco independente para a progressão da aterosclerose e estabelecimento da doença cardiovascular.

CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS

Baixa densidade óssea (BMD) em adolescents com anorexia nervosa (omim606788) está associada com estado de baixa reciclagem do osso. A osteoprotegerina (TNFRSF11B), uma citocina que atua como um atraidor de receptor para o ativador de receptor do ligante do fator nuclear kappa-B (omim 164011), diminui a reabsorção do osso pela inibição da diferenciação dos precursores do osteoclasto e ativação dos osteoclastos maduros, e pela estimulação da apoptose dos osteoclastos. Misra e outros (2003) compararam os níveis de TNFRSF11B em 43 moças adolescentes com anorexia nervosa com 38 controles e examinaram a densidade óssea, reciclagem óssea e parâmetros hormonais. A Osteocalcina (omim112260), desoxipirolidina, estradiol, testosterona livre, IGF1 (147440) e leptina (164160) estavam mais baixos na anorexia nervosa do que nas adolescentes saudáveis. Os valores de TNFRSF11B correlacionaram-se negativamente com o índice de massa corporal, porcentual de massa gordurosa. Leptina e contagem z de baixa densidade mineral do osso lombar. Os autores concluíram que os valores de TNFRSF11B correlacionam-se negativamente com marcadores do estado nutricional e contagens z de baixa densidade óssea e podem ser uma resposta de compensação à perda óssea vista nesta população.

Viereck e outros (2003) demonstraram que o raloxifeno [modulador seletivo dos receptors de estrógenos que apresenta efeitos agonistas do estrógeno sobre ossos e o metabolismo dos lipídios e efeitos antagonistas do estrógeno sobre as mamas e o útero; é usado na profilaxia da osteoporose pós menopausa. Stedman] aumentou os níveis de mRNA de OPG e secreção da proteína por osteoblastos humanos de modo dependente da dose e do tempo por duas a quatro vezes, com um máximo efeito a concentração de 10(-7) M após 72 horas (P menor que 0,001). Em adição o raloxifeno inibiu a expressão da citocina IL6 de reabsorção do osso (omim 147620) por 25 a 45% (P menos que 0,001). Os autores sugeriram que porque a produção de OPG aumenta com a maturação dos osteoblastos, a intesificação da produção de OPG por raloxifeno poderia estar relacionada a seus efeitos estimulatórios na diferenciação dos osteoblastos.

MAPEAMENTO

Por análises de radiação de híbridos, Tan e outros (1997) mapearam o gene TNFRSF11B no cromossomo 8q24.

GENÉTICA MOLECULAR

A doença de Paget Juvenil (JPD), também conhecida como deformação cortical por hiperostose juvenil (239000), é uma osteopatia autossômica recessiva caracterizada pelo rápido remodelamento do entrelaçamento do osso, osteopenia, fraturas e progressiva deformidade do esqueleto. Whyte e outros (2002) raciocinaram que a deficiência em osteoprotegerina poderia explicar a doença de Paget juvenil porque a osteoprotegerina suprime a reciclagem óssea por funcionar como um atrativo do receptor para o fator de diferenciação dos osteoclastos, também conhecido como ligante de RANK (omim 602642). Eles avaliaram dois pacientes aparentemente não aparentados de Navajo com doença de Paget juvenil segundo defeitos no gene codificador da osteoprotegerina TNFRSF11B, usando amplificação por PCR seguida de seqüenciamento direto e pigmentação Southern do DNA genômico. Eles acharam que ambos os pacientes tinham uma deleção homozigota no gene de TNFRSF11B, com pontos de quebra idênticos em 8q24.2. O defeito expandia-se por aproximadamente 100 quilobases, mas os genes visinhos estavam intactos. Os níveis de osteoprotegerina no soro e fator de diferenciação de osteoclastos solúvel estavam indetectáveis mas marcadamente aumentados, respectivamente. Em outros dois pacientes, ambos os quais tinham uma forma relativamente moderada de doença de Paget juvenil, Whyte e outros (2002) não descobriram nenhum defeito no TNFRSF11B. Além disso, seus níveis de osteoprotegerina no soro e fator de diferenciação de osteocastos não eram observáveis. Krane (2002) reparou no conhecimento ganhado sobre o controle genético de remodeladores do osso a partir de estudos de doenças raras como a JPD.

Nos três irmãos com hiperfosfatasia idiopática (doença de Paget juvenil) [idiopático é relativo a uma doença de causa desconhecida. Stedman] em uma família consangüínea de origem iraquiana, Cundy e outros (2002) identificaram homozigosidade para a deleção de três pares de base uma faixa no éxon 3 do gene TNFRSF11B, resultando na perda de um resíduo de aspartato. Os cDNAs da OPG de tipo selvagem e mutante foram expressados em células epiteiais dos rins humanos, e a OPG secretada foi colhida do meio condicionado. Medidas de reabsorção óssea ‘in vitro’ mostraram que a OPG de tipo selvagem suprimiu a reabsorção óssea, enquanto a forma mutante não o fez, confirmando isso como uma mutação inativadora. Em dois desses parentes, Cundy e outros (2005) relataram o uso de osteoprotegerina recombinante.

Por análises de ligação e associação, Ohmori e outros (2002) não encontraram evidência para ligação significativa entre a OPG e a osteoporose (omim 166710); entretanto a possível associação de um SNP, localizado na região promotora do gene, foi identificada.

Arko e outros (2002) sondaram o promotor do gene TNFRSF11B para variações na sequência e examinaram suas associações com a densidade mineral óssea (BMD) em 103 mulheres com osteoporose pós-menopausa. Uma associação estatísitcamente significativa dos genótipos com BMD na espinha lombar (p=0.005) foi observada em dois polimorfismos: 209G –para A e 245 T para G. O haplótipo GATG estava associado com densidade mineral óssea mais baixa em comparação com o haplótipo GGTT. Arko e outros (2002) concluíram que esses polimorfismos no promotor do gene TNFRSF11B podem contribuir para a regulação genética da BMD.

Em 59 indivíduos saudáveis, Brandstron e outros (2002) analisaram a presença de uma transição de T para C localizada a 129 pares de bases a montante do box TATA do gene OPG e estudaram a grande quantidade no meio íntimo da artéria carótida comum e o afloramento sanguíneo máximo pós-isquêmico no ante-braço. Indivíduos com o genótipo CC mostratam aumentado afinamento do meio íntimo e um fluxo sanguíneo máximo reduzido do ante-braço. Brandstrom e outros (2002) concluíram que o polimorfismo T/C da região promotora está associado com ambas a morfologia e função vascular em indivíduos aparentemente saudáveis.

Soufi e outros (2004) examinaram polimorfismos do gene OPG em 468 homens caucasianos com ou sem doença arteriana coronária (CAD; veja 608320) ou doença de vaso único, duplo ou triplo na angiografia coronariana. Embora nenhum polimorfismo sozinho estivesse associado com a CAD, a ligação de dois polimorfismos foi sobre-apresentada em homens com CAD em comparação com homens sem CAD.

Em um estudo e associação do genoma amplo para encontrar sequências variantes comuns que influenciam a densidade mineral óssea e fraturas em traumas leves em três populações descendentes de europeus, Styrkarsdottir e outro (2008) identificaram dois polimorfismos de um só nucleotídeo em um bloco de desequilíbrio de ligação que incluía o gene OPG (veja BMND10, 612113).

CORRELAÇÕES GENÓTIPO/FENÓTIPO

Chong e outros (2003) estudaram oito pacientes com doença de Paget juvenile e identificaram homozigosidade para mutações no gene TNFRSF11B em cinco deles. Mutações de mudança de sentido nos resíduos de cisteína, previstas por causarem a principal ruptura à região de ligação do ligante, foram associadas com um fenótipo severo no qual a deformidade desenvolvia-se antes dos 18 meses de idade e causava a maior incapacidade. Mutações de mudança de sentina fora da cisteína no domínio de ligação do ligante estavam associadas com um fenótipo intermediário, com a defomidade sendo reconhecida por volta dos cinco anos de idade e uma taxa aumetada e fratura de ossos longos. Uma mutação de inserção/deleção no éxon 5 estava associada com o fenótipo mais moderado.

MODELO ANIMAL

Bucay e outros (1998) investigaram o papel fisiológico da OPG por geração de camundongos deficientes em OPG. Camundongos adolescentes e adultos com o gene rompido, OPG-/-, exibiram um decréscimo na densidade óssea total caracterizada por severa porosidade do osso trabecular (substância esponjosa do osso) e cortical, marcado afinamento dos ossos parietais (osso plano curvado de ambos os lados da calota do crânio) do crânio, e alta incidência de fraturas. Esses achados demonstraram que a OPG é um regulador crítico da massa óssea pós-natal. Inesperadamente, os camundongos deficientes em OPG também exibiram calcificação média das artérias aorta e renal, sugerindo que a regulação o OPG, sua via de sinalização, ou seu(s) ligante(s) podem atuar num papel na associação da longamente observada osteoporose e calcificação vascular.

Para elucidar a função do OCIF/OPG in vivo, Mizuno e outros (1998) também geraram camundongos carentes de OCIF/OPG por alvejamento do gene. O estudo mostrou que a falta de OCIF/OPG causou elevada osteoclastogênese e um fenótipo osteoporótico conseqüente. O possível mecanismo da elevada osteoclastogênese nos camundongos OCIf/OPG -/- é a falência na interferência da ligação entre o fator de diferenciação do osteoclasto (ODF), também conhecido como ligante de osteoprotegerina, nas células estromais e osteoblastos e num receptor de ODF nos progenitores de osteoclastos. O OCIF/OPG atua como um atraidor de receptor para o fator de diferenciação do osteoclasto que ocorre natualmente, e que media um sinal essencial para as progenitoras de osteoclasto para sua diferenciação em osteoclastos. Os resultados demonstraram que o OCIF/OPG é um fator chave atuando como um regulador negativo para a osteoclastogênese.

Croucher e outros (2001) demonstraram que células de mieloma expressam o crítico fator osteoclastogênico RANKL. A injeção de células de mieloma em linhagens C57BL de camundongos resultou no desenvolvimento de doença do osso caracterizada por decréscimo significativo no volume do osso esponjoso em metáfises da tíbia e femoral, um aumento da formação de osteoclastos, e evidência radiológica de lesões osteolíticas do osso. O tratamento dos camundongos com mieloma estabelecido com proteína OPG recombinante, o atraidor solúvel de receptor para RANKL, preveniu o desenvolvimento de lesões líticas do osso. O tratamento com OPG foi associado com a preservação do volume do osso esponjoso e a inibição de formação de osteoclastos. A OPG também promoveu um aumento na densidade mineral do osso vertebral, femoral e da tíbia. Os dados sugeriram que o sistema RANKL/RANK/OPG pode atuar num papel crítico no desenvolvimento de doença osteolítica do osso em múltiplos mielomas e que a mira nesse sistema deve ter potencial terapêutico.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?cmd=entry&id=602643