Estudos prévios do nosso grupo revelaram que há uma interação entre o hormônio tireoideano (HT) e o sistema nervoso simpático (SNS) para regular a massa óssea de camundongos, envolvendo a via dos adrenoceptores 2. O objetivo deste estudo foi avaliar se o adrenoceptor 2C (2C-AR) medeia ações diretas do SNS no tecido ósseo e, mais especificamente, em osteoblastos; além de avaliar se o HT interage com a via de sinalização do 2C-AR localmente no osso e nos osteoblastos para regular o crescimento, diferenciação e atividade dessas células. Para tanto, realizamos estudos in vitro utilizando culturas de órgãos de tíbia e fêmur e culturas primárias de osteoblastos derivados de camundongos selvagens (Selv) e com knockout do 2C-AR (2C-AR-/- ). As culturas foram tratadas com UK (10-5 M), um agonista 2 adrenérgico; com T3, em dose suprafisiológica (10-8 M); ou com a combinação de ambos (T3+UK). Nos fêmures e tíbias (culturas de órgãos) provenientes de camundongos Selv e KO, o T3 promoveu aumentos significativos na expressão gênica da osteocalcina (Ocn), a proteína não colágena mais abundante da matriz óssea e um importante marcador da diferenciação osteoblástica. Entretanto, esse efeito não foi observado nas culturas tratadas com T3+UK, indicando que a ativação dos receptores 2 adrenérgicos pelo UK bloqueou o efeito positivo do T3 sobre a expressão da Ocn. O T3 tendeu a reduzir a expressão da osteoprotegerina (OPG), um potente agente anti-osteoclastogênico, nas culturas de órgãos Selv, enquanto que reduziu significativamente a expressão da OPG nas culturas KO. O UK reduziu significativamente a expressão da OPG nos ossos Selv e 2C-AR-/- , sendo que esse efeito foi mais relevante nos ossos KO. Nas culturas primárias de osteoblastos, o T3 diminuiu o crescimento das células Selv e KO, sendo de maneira mais intensa nestas últimas. O UK também diminuiu o crescimento celular nos osteoblastos Selv e KO, entretanto, o seu efeito também foi mais potente nas células 2C-AR-/- . O efeito inibitório do UK sobre o crescimento celular foi mais relevante do que o do T3, especialmente nas culturas 2C-AR-/-. Além disso, o T3 intensificou o efeito negativo do UK e vice-versa sobre o crescimento das células 2C-AR-/-. Nas culturas primárias de osteoblastos Selv e KO, o T3 induziu e o UK inibiu a formação de nódulos de mineralização. Além disso, o UK bloqueou o efeito positivo do T3 sobre a formação desses nódulos. Corroborando o que foi observado nas culturas de órgãos, o T3 estimulou a expressão da Ocn, enquanto que o UK bloqueou esse efeito positivo do T3 nas culturas primárias de osteoblastos Selv e KO. O T3 ou UK reduziu a expressão da OPG nas células Selv e KO. Em conjunto, esses achados sugerem que o SNS tem ações diretas e osteopênicas no tecido ósseo e, mais especificamente, nos osteoblastos, mediadas por receptores 2 adrenérgicos. Além disso, esses achados suportam a hipótese de que há uma interação entre a via de sinalização dos receptores 2 adrenérgicos com a via de sinalização do T3 em osteoblastos para regular o crescimento celular e diferenciação dessas células

Previous studies from our group revealed that there is an interaction between thyroid hormone (TH) and the sympathetic nervous system (SNS) to regulate mouse bone mass, involving the 2 adrenoceptor pathway. The aim of this study was to evaluate whether the 2C adrenoceptor (2C-AR) mediates direct actions of the SNS in the bone tissue and, more specifically, in osteoblasts; as well as to assess whether TH interacts with the 2C-AR signaling pathway locally in bone and osteoblasts to regulate the growth, differentiation, and activity of these cells. To this end, we performed in vitro studies using tibia and femur organ cultures and primary cultures of osteoblasts derived from wild-type (WT) and 2C-AR knockout (2C-AR-/- ) mice. The cultures were treated with UK (10-5 M), an 2 adrenergic agonist; with T3, in supraphysiological dose (10-8 M); or with a combination of both (T3+UK). In femurs and tibias (organ cultures) derived from WT and KO mice, T3 promoted significant increases in gene expression of osteocalcin (Ocn), the most abundant non-collagenous protein of the bone matrix and an important marker of osteoblast differentiation. However, this effect was not observed in T3+UK-treated cultures, indicating that activation of 2 adrenergic receptors by UK blocked the positive effect of T3 on Ocn expression. T3 tended to reduce the expression of osteoprotegerin (OPG), a potent anti-osteoclastogenic agent, in WT organ cultures, while it significantly reduced OPG expression in KO cultures. UK significantly reduced OPG expression in WT and 2C-AR-/- bones, and this effect was more relevant in KO bones. In primary cultures of osteoblasts, T3 decreased growth in Selv and KO cells, and more intensely in the latter. UK also decreased cell growth in WT and KO osteoblasts, however, its effect was also more potent in 2C-AR-/- cells. The inhibitory effect of UK on cell growth was more relevant than that of T3, especially in 2C-AR-/- cultures. Moreover, T3 intensified the negative effect of UK and vice versa on cell growth in 2C-AR-/- cultures. In primary WT and KO osteoblast cultures, T3 induced and UK inhibited the formation of mineralization nodules. Furthermore, UK blocked the positive effect of T3 on the formation of these nodules. Corroborating what was observed in organ cultures, T3 stimulated Ocn expression, whereas UK blocked this positive effect of T3 in primary WT and KO osteoblast cultures. T3 or UK reduced OPG expression in WT and UK cells. Taken together, these findings suggest that the SNS has direct and osteopenic actions on bone tissue and, more specifically, on osteoblasts, mediated by 2 adrenergic receptors. Furthermore, these findings support the hypothesis that there is an interaction between the 2 adrenergic receptor signaling pathway and the T3 signaling pathway in osteoblasts to regulate cell growth and differentiation of these cells