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As células do disco intervertebral estão constantemente expostas a um ambiente hiperosmótico. Entre as respostas celulares a esse estresse está a inibição da proliferação através da ativação de p38 MAPK e p53. Em um esforço para elucidar ainda mais as vias bioquímicas desencadeadas pelo estresse hiperosmótico, avaliamos as mudanças transcricionais induzidas por alta osmolalidade em células de núcleo pulposo bovinas usando microarranjos de genoma completo. Um tratamento hiperosmótico de 5 e 24 horas levou à expressão diferencial de mais de 100 e mais de 200 genes, respectivamente, incluindo nove genes que codificam transportadores (SLC4A11, SLC5A3, ATP1A1, SLC38A2, KCNK17, KCTD20, KCTD11, SLC7A5 e CLCA2). Diferenças no perfil transcricional desses genes selecionados, conforme indicado pelos experimentos de microarranjos, foram validadas por qRT-PCR em culturas celulares 2D e 3D, sob condições de sal hiperosmolar e sorbitol, revelando a presença de um sinal desencadeador comum para a adaptação osmótica. As principais moléculas de sinalização p38 MAPK e p53 demonstraram participar de maneira diferente na regulação dos transportadores mencionados. Por fim, a inibição mediada por siRNA de cada um dos três transportadores com a maior e sustentada super-expressão (ou seja, SLC4A11, SLC5A3 e ATP1A1) teve um resultado distinto sobre o perfil transcricional dos outros transportadores, sobre a fosforilação de p38 MAPK e p53 e, consequentemente, sobre a progressão do ciclo celular. A inibição de ATP1A1 teve o efeito mais proeminente na transcrição do restante dos transportadores e foi encontrada para aumentar o efeito antiproliferativo das condições hiperosmóticas através de um bloqueio aumentado do ciclo celular G2/M, atribuindo a esta bomba um papel central na resposta osmoreguladora das células do núcleo pulposo.
Mavrogonatou et al. (ter,) estudaram esta questão.