Veterinarios lideran un estudio sobre la osteoporosis en humanos

Una nueva investigación de la Escuela de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos) establece un posible mecanismo por el cual el alcohol, el humo del cigarrillo y la exposición a ciertos medicamentos y toxinas pueden debilitar los huesos.

Algunos factores de riesgo para la osteoporosis, como ser mayor y mujer o tener antecedentes familiares de la afección, no se pueden evitar. Pero otros pueden, como fumar cigarrillos, consumir alcohol, tomar ciertos medicamentos o estar expuesto a contaminantes ambientales. Si bien, hasta ahora los investigadores no habían obtenido una imagen firme de cómo estas exposiciones se relacionan con la pérdida ósea.

Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Escuela de Medicina Veterinaria de la Universidad revela un mecanismo por el cual estos factores y la osteoporosis pueden estar relacionados. “Los daños a las mitocondrias, orgánulos celulares clave y generadores de energía, llevan a un aumento repentino en la creación de células llamadas osteoclastos, que son responsables de descomponer los huesos”, informan. Descubrieron estos efectos en células tanto en cultivo como en un modelo animal.

"En un individuo normal, el proceso de degradación y reconstrucción ósea se realiza de forma muy equilibrada, pero en algunas personas se producen muchos más osteoclastos, y esto conduce a la pérdida ósea y la osteoporosis", indica Narayan Avadhani, autor principal del trabajo. "Mostramos en este documento que, cuando la función mitocondrial se ve afectada, no solo afecta la producción de energía, sino que también desencadena un tipo de señal de estrés que induce la sobreproducción de osteoclastos".

DAÑO MITOCONDRIAL LIGADO A LA OSTEOPOROSIS

El laboratorio de Avadhani ha examinado el efecto de la disfunción mitocondrial en una variedad de fenómenos, como el cáncer y la enfermedad hepática. Aquí, en colaboración con el laboratorio de Mone Zaidi en la Escuela de Medicina Icahn del Monte Sinaí, los científicos analizaron de cerca cómo los problemas con las mitocondrias afectaban a un tipo de célula inmune conocida como macrófagos.

Los macrófagos son una línea de frente para el sistema inmunológico, envolviendo y digiriendo invasores extraños al cuerpo. Pero los macrófagos también pueden diversificarse, transformándose en osteoclastos cuando las circunstancias son correctas.

El veterinario y su equipo estudiaron cómo el daño mitocondrial podría estar relacionado con la osteoporosis a través del trabajo de los macrófagos, los investigadores indujeron el daño a una enzima clave responsable de la producción de energía en la mitocondria, la citocromo oxidasa C, en macrófagos de ratones cultivados en el laboratorio. Al hacerlo, los macrófagos liberaron una variedad de moléculas de señalización asociadas con una reacción inflamatoria y también parecieron animarlas a que se encaminen hacia los osteoclastos.

Al observar detenidamente lo que estaba ocurriendo, observaron una anomalía con una molécula clave, RANK-L, que ayuda a regular el proceso de reconstrucción ósea y es liberada por las células formadoras de hueso como un medio para inducir la descomposición del hueso. Cuando se dañaron las mitocondrias, se sometieron a señales de estrés y se transformaron en osteoclastos a una velocidad mucho mayor, incluso cuando los niveles de RANK-L eran bajos. Estos osteoclastos llevaron a mayores tasas de reabsorción ósea, o se descomponen.

"En algunos aspectos, la señalización del estrés mitocondrial puede incluso estar reemplazando el RANK-L", dice Avadhani. "Eso no lo sabemos ahora, pero planeamos profundizar en eso".

Los investigadores confirmaron sus hallazgos en un modelo de ratón, mostrando que los animales con una mutación que conduce a mitocondrias disfuncionales aumentaron la producción de osteoclastos. Además, sus macrófagos tenían niveles más altos de fagocitosis, el proceso por el cual las células inmunes engullen y "comen" a los invasores. Los investigadores creen que esta capacidad fagocítica mejorada podría ser responsable de algunos de los otros problemas fisiológicos que pueden surgir en personas con defectos en sus mitocondrias.

Debido a que algunos de los mismos factores de riesgo ambiental que parecen promover la osteoporosis, como fumar y algunos productos farmacéuticos, también pueden afectar la función mitocondrial, el equipo postula que esta señalización de estrés podría ser la vía por la cual actúan para afectar la salud ósea.