Mecanismos celulares para nuevos tratamientos para la artrosis

Generación de cartílago con la proteína CCN4

Los investigadores han demostrado que la proteína CCN4 regula positivamente la generación de la matriz del cartílago, que se agota o merma en la artrosis.

La artrosis es la enfermedad musculo-esquelética más común. Es causada por la pérdida de cartílago articular y tejido subcondral, lo cual causa dolor, rigidez y pérdida de movilidad en las articulaciones. El cartílago adulto no se regenera de inmediato, y la enfermedad se suele tratar mediante la implantación de condrocitos derivados del paciente, las células que forman el cartílago. Como resultado, los mecanismos acerca de la diferenciación de células madre en condrocitos han atraído un gran interés. Los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Okayama y su equipo informan que:

«Por primera vez, se ha demostrado que la proteína CCN4 ejerce un efecto positivo como factor de crecimiento transformante beta 3 en la condrogénesis inducida por TGF-β3 mediante la modulación de TGF-β3 y la unión a la superficie de células estromales de médula ósea humana (hBMSCs) mejorando su señalización»

La familia CCN incluye 6 proteínas, y a algunas de ellas se les conocen vínculos con la generación de hueso y cartílago, pero hasta ahora el papel de la CCN4 en la condrogénesis no ha sido claro. En el estudio actual, Yuya Yoshioka, Mitsuaki Ono y sus colegas de la Universidad de Okayama Facultad de Medicina, Japón, y los Institutos Nacionales de Salud de Maryland, Estados Unidos, investigaron las hBMSCs que, o bien sobre o sub-expresaban la CCN4. Mediante el análisis de cultivos en micromasa de las hBMSCs, encontraron que las células que sobreexpresan la CCN4, llevaron a los procesos de TGF-β3 inducidas mejoradas que producen cartílago. Allí donde el CCN4 se eliminó, se inhibieron estos procesos.

Los resultados hacen avances en la comprensión de los mecanismos celulares de la reparación del cartílago que pueden contribuir a nuevos tratamientos y mejores resultados clínicos.

Antecedentes:

Cartílago musculo-esquelético

Las células en el cartílago articular sano son todas del mismo tipo, los condrocitos, que se forman a partir de la diferenciación de células mesenquimales en el proceso de condrogénesis.

Los condrocitos sintetizan los componentes de la matriz extracelular del cartílago.

Los esqueletos fetales son en gran parte cartilaginosos hasta que la osificación los reemplaza con hueso. Sin embargo, las articulaciones permanecen cartilaginosas. En los adultos, el cartílago no se repara fácilmente, y la lesión o trauma, que se sobrecarga a través de la obesidad o simplemente el envejecimiento, pueden provocar la degeneración y el agotamiento del cartílago articular y el hueso subcondral conduciendo a la artrosis

Las proteínas CNN

La proteína CCN4 pertenece a una familia de proteínas CCN que tiene una estructura modular única de cuatro dominios funcionales distintos, lo que les permite interactuar con una serie de otras proteínas, receptores de membrana celular y componentes de la matriz extracelular. Son conocidas por regular varias funciones celulares, incluyendo la adhesión, migración, proliferación y diferenciación tanto in vitro como in vivo.

El trabajo previo ha demostrado ya los papeles de CCN2 en la condrogénesis a través de las proteínas BMP-2, FGF-2, y el IGF, así como también el de CCN4 en la diferenciación de los osteoblastos a través de BMP-2. La alta expresión de la CCN4 también se ha reportado en modelos de ratones con artrosis y en pacientes humanos. Para investigar el efecto de la CCN4 en el estudio actual, las hBMSCs fueron transfectadas con adenovirus que expresa CCN4 a sobreexpresar el gen y las hBMSCs fueron cultivadas en un medio con RNAiMax y ARNsi para derribar la expresión CCN4.

Los investigadores han señalado que la CCN4 sola in vitro no tiene funciones de osteo-condrogénesis, lo que sugiere que otras proteínas pueden intermediar interacciones de CCN4 con factores de crecimiento. Es necesario seguir trabajando para aclarar estos mecanismos.

Fuente: Okayama University