1. Gaucher disease-associated alterations in mesenchymal stem cells reduce osteogenesis and favour adipogenesis processes with concomitant increased osteoclastogenesis
- Author
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Paula Rozenfeld, María Victoria Delpino, Andrea Crivaro, Maximiliano Ormazabal, Juan Marcos Mucci, Constanza María Bondar, and Ricardo A. Feldman
- Subjects
GAUCHER ,0301 basic medicine ,ADIPOCYTE ,Endocrinology, Diabetes and Metabolism ,Interleukin-1beta ,Osteoclasts ,Apoptosis ,Core Binding Factor Alpha 1 Subunit ,030105 genetics & heredity ,Biochemistry ,chemistry.chemical_compound ,0302 clinical medicine ,Endocrinology ,Osteogenesis ,Adipocyte ,Gene expression ,Cells, Cultured ,Adipogenesis ,biology ,Cell Cycle ,Cell Differentiation ,Osteoblast ,RUNX2 ,Medicina Básica ,medicine.anatomical_structure ,RANKL ,Glucosylceramidase ,Alkaline phosphatase ,musculoskeletal diseases ,medicine.medical_specialty ,CIENCIAS MÉDICAS Y DE LA SALUD ,OSTEOCLASTOGENESIS ,Inmunología ,03 medical and health sciences ,Internal medicine ,Genetics ,medicine ,Humans ,OSTEOBLAST ,Molecular Biology ,Gaucher Disease ,RANK Ligand ,Mesenchymal stem cell ,MSCS ,Mesenchymal Stem Cells ,PPAR gamma ,Gene Expression Regulation ,chemistry ,biology.protein ,030217 neurology & neurosurgery - Abstract
Gaucher disease (GD) is caused by pathogenic mutations in GBA1, the gene that encodes the lysosomal enzyme β-glucocerebrosidase. Until now, treatments for GD cannot completely reverse bone problems. The aim of this work was to evaluate the potential of MSCs from GD patients (GD MSCs) to differentiate towards the osteoblast (GD Ob) and adipocyte (GD Ad) lineages, and their role in osteoclastogenesis. We observed that GD Ob exhibited reduced mineralization, collagen deposition and alkaline phosphatase activity (ALP), as well as decreased gene expression of RUNX2, COLA1 and ALP. We also evaluated the process of osteoclastogenesis and observed that conditioned media from GD MSCs supernatants induced an increase in the number of osteoclasts. In this model, osteoclastogenesis was induced by RANKL and IL-1β. Furthermore, results showed that in GD MSCs there was a promotion in NLRP3 and PPAR-γ gene expression. Adipogenic differentiation revealed that GD Ad had an increase in PPAR-γ and a reduced RUNX2 gene expression, promoting adipocyte differentiation. In conclusion, our results show that GD MSCs exhibited deficient GD Ob differentiation and increased adipogenesis. In addition, we show that GD MSCs promoted increased osteoclastogenesis through RANKL and IL-1β. These changes in GD MSCs are likely to contribute to skeletal imbalance observed in GD patients. Fil: Crivaro, Andrea Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina Fil: Bondar, Constanza María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina Fil: Mucci, Juan Marcos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina Fil: Ormazabal, Maximiliano Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina Fil: Feldman, Ricardo A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; Argentina Fil: Delpino, María Victoria. University of Maryland School of Medicine. Department of Microbiology and Immunology; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; Argentina Fil: Rozenfeld, Paula Adriana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina
- Published
- 2020