Osteocytes respond to mechanical forces controlling osteoblast and osteoclast function. Mechanical stimulation decreases osteocyte apoptosis and promotes bone formation. Primary cilia have been described as potential mechanosensors in bone cells. Certain osteogenic responses induced by fluid flow (FF) in vitro are decreased by primary cilia inhibition in MLO‐Y4 osteocytes. The parathyroid hormone (PTH) receptor type 1 (PTH1R) modulates osteoblast, osteoclast, and osteocyte effects upon activation by PTH or PTH‐related protein (PTHrP) in osteoblastic cells. Moreover, some actions of PTH1R seem to be triggered directly by mechanical stimulation. We hypothesize that PTH1R forms a signaling complex in the primary cilium that is essential for mechanotransduction in osteocytes and affects osteocyte‐osteoclast communication. MLO‐Y4 osteocytes were stimulated by FF or PTHrP (1−37). PTH1R and primary cilia signaling were abrogated using PTH1R or primary cilia specific siRNAs or inhibitors, respectively. Conditioned media obtained from mechanically‐ or PTHrP‐stimulated MLO‐Y4 cells inhibited the migration of preosteoclastic cells and osteoclast differentiation. Redistribution of PTH1R along the entire cilium was observed in mechanically stimulated MLO‐Y4 osteocytic cells. Preincubation of MLO‐Y4 cells with the Gli‐1 antagonist, the adenylate cyclase inhibitor (SQ22536), or with the phospholipase C inhibitor (U73122), affected the migration of osteoclast precursors and osteoclastogenesis. Proteomic analysis and neutralizing experiments showed that FF and PTH1R activation control osteoclast function through the modulation of C‐X‐C Motif Chemokine Ligand 5 (CXCL5) and interleukin‐6 (IL‐6) secretion in osteocytes. These novel findings indicate that both primary cilium and PTH1R are necessary in osteocytes for proper communication with osteoclasts and show that mechanical stimulation inhibits osteoclast recruitment and differentiation through CXCL5, while PTH1R activation regulate these processes via IL‐6.

ResumenDiferentes estudios apoyan la idea de que la integridad del esqueleto depende de la percepción de estímulos mecánicos que promuevan una actividad celular encaminada al mantenimiento, reparación o adaptación de la morfología o estructura de este tejido. Esta revisión pretende abordar, desde un punto de vista general, cuáles son las células mecanosensibles en el entorno óseo, las estructuras biológicas que permiten a estas células percibir los estímulos físicos y cómo estos son transformados finalmente en señales biológicas que modulan la actividad celular, proceso conocido como mecanotransducción. Asumiendo la complejidad de las interacciones celulares que regulan el funcionamiento y la integridad del tejido óseo, es más que posible que el conocimiento de los mecanismos, tanto moleculares como celulares, que modulan la respuesta del hueso a las fuerzas mecánicas pueda resultar útil para entender la fisiología del esqueleto y la fisiopatología de las enfermedades esqueléticas, y contribuir al desarrollo de intervenciones que mejoren la resistencia ósea.

ResumenDiferentes estudios apoyan la idea de que la integridad del esqueleto depende de la percepción de estímulos mecánicos que promuevan una actividad celular encaminada al mantenimiento, reparación o adaptación de la morfología o estructura de este tejido. Esta revisión pretende abordar, desde un punto de vista general, cuáles son las células mecanosensibles en el entorno óseo, las estructuras biológicas que permiten a estas células percibir los estímulos físicos y cómo estos son transformados finalmente en señales biológicas que modulan la actividad celular, proceso conocido como mecanotransducción. Asumiendo la complejidad de las interacciones celulares que regulan el funcionamiento y la integridad del tejido óseo, es más que posible que el conocimiento de los mecanismos, tanto moleculares como celulares, que modulan la respuesta del hueso a las fuerzas mecánicas pueda resultar útil para entender la fisiología del esqueleto y la fisiopatología de las enfermedades esqueléticas, y contribuir al desarrollo de intervenciones que mejoren la resistencia ósea.

No abstract