La aplicación de un tratamiento previo de una hormona paratiroidea, comúnmente utilizada para aumentar la masa ósea, puede ayudar a mejorar la salud del cartílago y retardar el desarrollo de la osteoporosis, según descubrieron los investigadores de Cornell, Estados Unidos.

El equipo, dirigido por Marjolein van der Meulen, James M. y Marsha McCormick, de la Escuela de Ingeniería Biomédica Meinig en Cornell Engineering, también identificó firmas de expresión genética que podrían usarse para detectar la aparición temprana de la enfermedad degenerativa de las articulaciones.

Van der Meulen se especializa en explorar el papel de la mecánica en el esqueleto y cómo el sistema musculoesquelético (huesos, cartílagos, articulaciones) responde a la carga, utilizando una técnica para aplicar peso y comprimir la parte inferior de la pierna y la articulación de la rodilla.

Debido a que aumenta la masa ósea, esta carga puede usarse como terapia para la osteoporosis. Sin embargo, al mismo tiempo daña el cartílago de las articulaciones, de forma similar a la degeneración que se observa en la osteoartritis. Van der Meulen y los integrantes de su laboratorio se centraron en el papel que desempeña el hueso en el desarrollo de este tipo de daño articular.

El estudio

Para el nuevo estudio, su equipo llevó a cabo un proceso de dos pasos. Primero, trataron previamente a los ratones diariamente con hormona paratiroidea, un tratamiento recetado para la osteoporosis, para aumentar la masa ósea del animal durante un período de ocho semanas.

En la segunda fase, el equipo aplicó una carga diaria en la tibia del ratón y utilizó otro tratamiento para la osteoporosis, el alendronato, que desactivó la capacidad del hueso para renovarse (un proceso llamado remodelación) durante seis semanas.

“El hueso es un tejido que se renueva constantemente. Las células eliminan hueso continuamente y lo reemplazan con hueso nuevo. A medida que uno envejece, este proceso es menos eficiente y se recupera menos hueso”, explicó Van der Meulen.

“La forma en que funcionan algunos medicamentos para la osteoporosis aprobados por la FDA es cerrando este proceso de renovación natural, de modo que no se pierda masa ósea. Entonces preguntamos, si bloqueamos la capacidad del hueso para responder, ¿afectará eso el desarrollo del daño? en la articulación de la rodilla?”, planteó.

Los investigadores encontraron que la hormona paratiroidea mejoraba directamente la salud del cartílago y retardaba el desarrollo del daño, mientras que el alendronato reducía los cambios óseos subcondrales asociados con la osteoartritis.

“Incluso después de seis semanas de daño, el efecto previo al tratamiento de ocho semanas seguía siendo muy grande. La hormona paratiroidea hizo más que aumentar la masa ósea porque resulta que este agente también actúa sobre el cartílago”, dijo Van der Meulen.

“Las rodillas de los ratones tenían un cartílago más grueso después de ocho semanas, lo cual no era algo que esperábamos. Por lo tanto, es probable que un cartílago más grueso proteja contra el daño articular posterior”, agregó.

Medicamentos combinados

El equipo repitió el experimento y utilizó la transcriptómica para revelar la expresión genética que se producía en el ARN aislado del cartílago, el hueso y los ganglios linfáticos del ratón. El daño articular se reflejó en cambios transcriptómicos tempranos y ambos tratamientos combinados dieron como resultado una modulación temprana de la señalización inmune.

“Lo que fue realmente interesante es que los datos de expresión genética sugirieron que los dos medicamentos combinados tuvieron el mayor efecto en la atenuación de los genes que dañan el cartílago y, en particular, en la alteración de la expresión de los genes inmunes”, dijo Ziemian.

Este resultado sugiere que se producen cambios sutiles debido a la carga y los tratamientos que no se pueden detectar a nivel del tejido.

“El análisis de la expresión genética es muy útil para nosotros en términos de ver todos estos genes inmunes expresados ??en el cartílago , lo cual no era necesariamente algo que esperábamos ver. El cartílago es un tejido que normalmente no tiene muchas, o ninguna, células inmunes presentes”, indicó Ziemian.

El siguiente paso es determinar si el tratamiento con hormona paratiroidea puede retardar o incluso revertir la progresión de la osteoartritis una vez que ya está presente, y ver si las firmas genéticas pueden usarse para desarrollar un diagnóstico temprano de la enfermedad.

“Los hallazgos implican que estos tratamientos también pueden ser beneficiosos para los humanos. Y lo bueno es que estos tratamientos ya están aprobados por la FDA, simplemente no están aprobados para esta aplicación”, afirmó Van der Meulen.