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El papel de la hipoxia en las alteraciones patológicas de los discos intervertebrales

Las alteraciones morfopatológicas de los discos intervertebrales (DIV) constituyen uno de temas más destacados en la medicina regenerativa. En un proyecto de la Unión Europea se investigó el papel de la señalización por hipoxia en las alteraciones anatomopatológicas del cartílago y los tejidos discales.

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El 80 % de la población general está aquejada de dolor lumbar, por lo que éste supone una de las mayores cargas socioeconómicas a las que se enfrentan los países industrializados. La degeneración inicial de los DIV y la progresiva desaparición de los núcleos pulposos (NP) son objetos de la actividad investigadora. En el interior de los DIV, las células progenitoras están expuestas a condiciones de hipoxia (baja concentración de oxígeno). La adaptación a este entorno durante el desarrollo constituye un fenómeno esencial controlado por varias funciones celulares. El proyecto DISKOMICE (Diskomice), financiado con fondos europeos, investigó el papel de los factores inducibles por hipoxia (HIF) en el desarrollo del DIV y el cartílago de crecimiento. Este estudio de cuatro años de duración se dedicó a los mecanismos moleculares de la proliferación, la supervivencia y la diferenciación de las células del NP durante los procesos de desarrollo y degenerativos. Se crearon ratones transgénicos con los genes para los HIF inactivados durante el desarrollo embrionario, el crecimiento y el envejecimiento. DISKOMICE demostró que la proteína von Hippel-Lindau es un regulador fundamental de la morfogénesis ósea. La pérdida de esta enzima, que en condiciones normales cataliza la unión de los HIF al proteosoma para la degradación, alteraba considerablemente el tamaño, la forma y el desarrollo general de los componentes óseos, lo cual provocaba además el deterioro estructural del cartílago de crecimiento como consecuencia de una proliferación alterada. El fenotipo resultante se relacionó con un retraso en la sustitución del cartílago por hueso. La eliminación de HIF-1 causó la desaparición progresiva del NP y su sustitución por tejido nuevo similar al fibrocartílago. Un elevado número de células del NP mutantes murieron y fueron sustituidas por otras líneas celulares. Las pruebas biomecánicas realizadas sobre los DIV mutantes permitieron identificar las consecuencias funcionales de la eliminación del HIF-1 en el NP. Se observó que la pérdida del NP en los ratones transgénicos causaba una reducción significativa de las propiedades biomecánicas de los DIV mediante disminución de su capacidad para amortiguar la fuerza mecánica. Los modelos de ratón desarrollados en DISKOMICE imitaban la degeneración del DIV que se produce en los humanos con una desaparición progresiva de la estructura del NP. Por tanto, estos modelos de ratón suponen una herramienta útil para desarrollar nuevas estrategias celulares de reparación de tejidos y para determinar nuevas dianas moleculares. En definitiva, los resultados de DISKOMICE ayudarán a aupar a Europa al liderazgo en el campo de la medicina regenerativa.

Palabras clave

Alteración patológica de discos intervertebrales, núcleo pulposo, DISKOMICE, factores inducibles por hipoxia, proteína von Hippel-Lindau

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