EuroWire , SAN FRANCISCO : Investigadores de la Universidad de Stanford informaron nuevos hallazgos que podrían marcar un avance significativo en la comprensión de cómo restaurar el tejido articular envejecido y abordar el daño subyacente asociado con la osteoartritis, una enfermedad degenerativa que afecta a millones de personas en todo el mundo. El estudio, publicado en Science a finales del año pasado, descubrió que el bloqueo de una proteína relacionada con el proceso de envejecimiento condujo a la regeneración del cartílago en modelos animales y mostró efectos mensurables en muestras de tejido humano.
La osteoartritis, la forma más común de artritis, se produce por el deterioro del cartílago articular, el tejido liso que amortigua los huesos en las articulaciones. El desgaste de este cartílago provoca dolor, rigidez y reducción de la movilidad. El tratamiento clínico actual se centra en el alivio de los síntomas, la fisioterapia y, en casos graves, la artroplastia quirúrgica. Hasta la fecha, no se ha aprobado ningún tratamiento farmacológico que revierta la pérdida de cartílago.
La investigación dirigida por Stanford identificó una proteína conocida como 15-hidroxiprostaglandina deshidrogenasa, o 15-PGDH, cuya concentración aumenta en el cartílago articular con la edad y parece interferir con los mecanismos naturales de reparación del cuerpo. En estudios de laboratorio con ratones de edad avanzada, el equipo administró un inhibidor de molécula pequeña de la 15-PGDH. Tras el tratamiento, el cartílago que se había adelgazado con la edad se volvió más grueso y mostró marcadores estructurales asociados con un tejido más sano, incluyendo una mayor expresión de componentes clave de la matriz extracelular que ayudan a mantener la integridad del cartílago.
Además de los efectos observados en el cartílago envejecido naturalmente, el inhibidor se probó en ratones jóvenes con lesiones de rodilla inducidas quirúrgicamente, diseñadas para imitar daños comunes relacionados con el deporte. En estos modelos, el tratamiento redujo el desarrollo de cambios similares a la osteoartritis en el tejido articular que normalmente se producen tras una lesión. El equipo de investigación informó que los animales tratados mostraron una mejor estructura articular en comparación con los controles no tratados.
El mecanismo identificado en el estudio no depende de la introducción de nuevas células en la articulación. En cambio, los científicos observaron cambios en la expresión génica de las células cartilaginosas existentes, o condrocitos, lo que las desplazó hacia un perfil asociado con el mantenimiento y la reparación del cartílago. Los análisis de laboratorio indicaron una disminución en las poblaciones celulares que expresan altos niveles de 15-PGDH y un aumento en las células que expresan genes relacionados con la producción de colágeno tipo II y otros componentes esenciales para el cartílago hialino, el tipo de cartílago que proporciona superficies de baja fricción en las articulaciones.
Los investigadores también aplicaron el inhibidor de 15-PGDH a tejido cartilaginoso humano obtenido de pacientes sometidos a cirugía de reemplazo total de rodilla. Tras una semana de tratamiento in vitro, estas muestras de tejido mostraron una reducción en los marcadores de degradación y evidencia de formación de cartílago nuevo en comparación con las muestras no tratadas. Los investigadores informaron que el tejido tratado presentó cambios en la expresión génica, consistentes con una evolución hacia una composición cartilaginosa más joven.
Evidencia de laboratorio de regeneración del cartílago
La pequeña molécula utilizada en el estudio se ha evaluado previamente en ensayos clínicos iniciales para la debilidad muscular relacionada con la edad, donde los investigadores la encontraron segura y biológicamente activa en voluntarios sanos. Estos ensayos son independientes del estudio sobre el cartílago, pero proporcionan datos iniciales de seguridad para este compuesto.
Los autores del artículo científico describieron la 15-PGDH como parte de una clase de enzimas denominadas "gerozimas", proteínas cuya prevalencia aumenta con la edad y que podrían contribuir al deterioro de la capacidad regenerativa en múltiples tejidos. Estudios previos del grupo han implicado a la 15-PGDH en la limitación de los procesos regenerativos en músculos y otros órganos. El presente estudio extiende estos hallazgos al cartílago articular, un tejido que durante mucho tiempo se consideró limitado en su capacidad de autorreparación.
La investigación detalló tanto la administración sistémica del inhibidor como la inyección directa en las articulaciones de la rodilla. En ratones de edad avanzada, la administración sistémica produjo aumentos uniformes del grosor del cartílago en toda la superficie articular. En modelos de lesión, las inyecciones localizadas se asociaron con superficies articulares más parecidas a las de animales sanos, según evaluaciones histológicas. Los científicos caracterizaron el cartílago regenerado como portador de características de cartílago hialino en lugar de fibrocartílago, que es mecánicamente inferior y menos apto para soportar carga articular.
Datos de seguridad de evaluaciones clínicas relacionadas
Los autores del estudio observaron que el cartílago tratado con el inhibidor mostró señales intensificadas de moléculas, como la lubricina y las principales proteínas estructurales, esenciales para el funcionamiento normal de las articulaciones. Estos marcadores se evalúan comúnmente en la investigación como indicadores de la salud del cartílago, ya que contribuyen a la capacidad del tejido para soportar la tensión mecánica y mantener superficies articulares lisas.
El artículo científico incluye múltiples colaboradores de Stanford Medicine e institutos colaboradores. La investigación sigue una tendencia en la ciencia musculoesquelética que busca ir más allá del manejo de los síntomas y centrarse en la comprensión y modulación de los procesos biológicos subyacentes a las enfermedades articulares degenerativas. Además, se suma a esfuerzos más amplios en la investigación sobre el envejecimiento, cuyo objetivo es identificar dianas moleculares que puedan restaurar la función en tejidos que antes se consideraban irreversiblemente afectados por la edad.
La publicación del estudio ha llamado la atención de las comunidades de investigación ortopédica y biomédica, ya que ofrece una diana molecular detallada y un mecanismo definido para la reparación del cartílago que no depende del trasplante de células madre ni del andamiaje. Al igual que con muchos avances preclínicos, investigadores externos al equipo principal advierten que se necesitarán más estudios, incluyendo ensayos clínicos controlados en humanos, para determinar si los hallazgos se traducen en terapias eficaces. Las vías de desarrollo clínico requerirán la revisión regulatoria y la demostración de la seguridad y la eficacia en pacientes con osteoartritis, la afección que la investigación pretende abordar.
La publicación Nuevos hallazgos revelan un mecanismo para regenerar el cartílago articular apareció primero en London Dawn .