10 de noviembre de 2014

Identifican cómo se produce la muerte celular del cartílago por una lesión

Identifican cómo se produce la muerte celular del cartílago por una lesión
EUROPA PRESS/CONSEJERÍA DE SALUD

MADRID, 10 Nov. (EUROPA PRESS) -

   Científicos de la Universidad de Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, y sus colaboradores han dado un paso más cerca de comprender cómo el cartílago sufren las lesiones causadas por una tensión mecánica a nivel celular: un par de canales que trabajan juntos hacen que las células de cartílago mueran en masa. Utilizando una sustancia que se encuentra en el veneno de la tarántula para bloquear estos canales, los autores evitaron esta muerte celular.

   Vivimos con el mismo cartílago, el tejido que conecta las articulaciones, durante toda la vida, por lo que, como no se pueden generar fácilmente nuevas células de cartílago, lo mejor es encontrar la manera de conservar sano el que tenemos. Los nuevos hallazgos, publicados en la edición de este lunes de 'Proceedings of the National Academy of Sciences', podrían conducir a posibles objetivos farmacológicos para proteger las articulaciones y prevenir el dolor asociado con las lesiones del cartílago.

"Lo más interesante de este estudio es que demuestra que las células del  cartílago, en las que la gente no piensa como una célula sensorial típica, tienen múltiples sistemas sensoriales", afirma Farshid Guilak, profesor de Cirugía Ortopédica en Duke y uno de los autores principales del estudio.

"Estas células son muy complejas en su capacidad para percibir su entorno mecánico", añade Guilak, que realizó esta investigación con Wolfgang Liedtke, profesor asociado de Neurología, Anestesiología y Neurobiología en la Escuela de Medicina de la Universidad de Duke.

   La lesión de la articulación afecta a millones de personas y es causada por eventos traumáticos, como caídas, lesiones deportivas e infecciones y un uso diario más insidioso y el desgaste de nuestro cartílago. Sin embargo, en comparación con otros tejidos, el cartílago es más lento en curar porque no tiene su propio suministro de sangre y sus células, llamadas condrocitos, ya no pueden dividirse una vez que maduran.

   La actividad física es buena para el cartílago. A principios de este año, Guilak, Liedtke y sus colaboradores descubrieron que la estimulación mecánica suave de las células del cartílago (similar a la experimentada durante el ejercicio leve) promueve la salud mediante la activación del canal de iones TRPV4. Una línea paralela de las pruebas mostró que los ratones que carecen de canales TRPV4 son más propensos a desarrollar osteoartritis.

   En el nuevo estudio, los laboratorios de Liedtke y Guilak se unieron de nuevo, esta vez para investigar la respuesta de los condrocitos a la tensión mecánica más extenuante. De esta forma, descubrieron la presencia y el papel de los dos canales de iones más presentes mecánicamente, Piezo1 y Piezo2, en las células del cartílago.

   Los canales piezoeléctricos han ganado visibilidad por su capacidad para transducir directamente la fuerza mecánica. Por ejemplo, Piezo1 es crítico para sentir una vejiga urinaria completa mientras Piezo2 nos ayuda a detectar el tacto suave.

   A pesar de que ambos canales Piezo son importantes en una variedad de organismos, incluyendo protozoos y plantas de una sola célula, nadie había buscado en las articulaciones, según Liedtke, quien también es médico asistente en las Clínicas del Dolor de Duke y miembro del Instituto Duke de Ciencias del Cerebro.

EL VENENO DE TARÁNTULA, UN PROTECTOR DEL TEJIDO

De hecho, los dos canales estaban presentes y activos en los condrocitos cuando el investigador postdoctoral Whasil Lee comprimió las células utilizando un microscopio de fuerza atómica personalizado. No obstante, a diferencia de otros tejidos, los canales respondieron juntos: no respondieron a la presión suave pero sí a los tipos de compresiones que podrían causar lesión del cartílago.

   Los investigadores querían ver si la inhibición de los canales de Piezo evitaría la muerte celular. Por suerte, tres años antes, el coautor Frederick Sachs y sus colegas de la Universidad Estatal de Nueva York, en Buffalo, Estados Unidos, habían descubierto que un pequeño péptido encontrado en el veneno de la tarántula, llamado GsMTx4, bloquea los canales Piezo1.

   En el nuevo estudio, GsMTx4 sintético fabricado en el laboratorio de Sachs bloqueó ambos canales y protegió el tejido de las articulaciones en una placa de Petri de la muerte celular después de una lesión compresiva. Además, la anulación de cada canal Piezo mediante interferencia de la expresión génica provocó que los condrocitos individuales fueran más resistentes a la compresión.

   El grupo también fue capaz de aumentar la potencia de GsMTx4 en la protección de los condrocitos mediante la adición de una sustancia química que hizo que los canales Piezo se quedaran en la superficie celular por periodos de tiempo más largos, desensibilizándolos con eficacia, destaca Liedtke.

   Los científicos planean hacer estudios más básicos y traslacionales para revelar cómo trabajan exactamente Piezo1 y Piezo2 juntos, el papel de estos canales (y GsMTx4) en un animal vivo, y si su hallazgo puede ser utilizado para el tratamiento de la lesión de la articulación postraumática y el dolor en las articulaciones.