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Los osteoclastos proporcionan pistas sobre la fragilidad de los huesos y otros trastornos

La comprensión de las células gigantes que degradan el hueso ayudará a desarrollar terapias para enfermedades óseas comunes en poblaciones que envejecen.
Los osteoclastos proporcionan pistas sobre la fragilidad de los huesos y otros trastornos
Las enfermedades relacionadas con los huesos son la causa más común de dolor severo a largo plazo y una menor calidad de vida para millones de personas. Entre ellas se incluyen la osteoporosis, la periodontitis y la artritis reumatoide, y el número de personas afectadas por estas patologías aumentará sustancialmente a medida que la población europea envejezca.

El proyecto financiado con fondos europeos EUROCLAST reunió a más de treinta especialistas, entre ellos cerca de doce estudiantes de doctorado de siete instituciones y dos empresas, para examinar unas células denominadas osteoclastos. Estas células son responsables de la degradación ósea, que es importante para la renovación y reparación del sistema esquelético.

La mayoría de las células del organismo presentan un solo núcleo, si bien algunas células mononucleares se fusionan para dar lugar a células gigantes osteoclásticas que se adhieren a los tejidos mineralizados, como los huesos, y los degradan. «Todos los tejidos mineralizados pueden ser degradados por estas células», explica Vincent Everts, coordinador del proyecto y profesor recién jubilado de la Universidad Libre de Ámsterdam en los Países Bajos.

Gracias al estudio de los monocitos, las células precursoras que se fusionan para formar osteoclastos, «descubrimos que los osteoclastos difieren en función del tejido óseo que digieren o degradan. Por ejemplo, existe un osteoclasto asociado con el hueso del cráneo y otro, funcionalmente diferente, relacionado con los huesos largos del brazo o la pierna», añade el profesor Everts. Esto es importante para entender los efectos de los osteoclastos en diferentes estadios de la enfermedad, que acontecen en diferentes lugares del sistema esquelético del organismo.

Actividad de los osteoclastos

Los osteoclastos reducen el pH externo (acidez) cuando se unen al tejido óseo, lo que provoca la disolución del mineral (fosfato cálcico). Tras el proceso se secretan una serie de enzimas que digieren proteínas en el hueso. Una actividad elevada de los osteoclastos puede resultar en una menor densidad ósea y en fragilidad ósea como, por ejemplo, en pacientes con osteoporosis.

Por el contrario, la disminución de la actividad de los osteoclastos conduce a una alta densidad ósea, tal y como sucede en la osteopetrosis, una enfermedad en la que el hueso se vuelve más denso y se endurece. «Aunque esta enfermedad es poco frecuente, se han identificado muchos reguladores clave de la actividad osteoclástica gracias al estudio de esta patología terrible», apunta el profesor Everts.

Los investigadores lograron visualizar esta clase de células utilizando nuevos tipos de microscopios electrónicos empleados en otros campos que, básicamente, cortan la célula en un gran número de secciones produciendo una serie de micrografías electrónicas. «En el pasado nunca fuimos capaces de visualizar el interior de los osteoclastos con tanto detalle, pero ahora podemos observar lo que está ocurriendo dentro de estas células en diferentes lugares», comenta el profesor Everts.

Los investigadores desarrollaron un sistema de marcaje metabólico para rastrear cómo las moléculas y las estructuras intracelulares se mueven y funcionan dentro de los osteoclastos, lo que proporcionó información sobre cómo se produce la degradación ósea y qué partes de la célula están involucradas de manera activa en esta degradación.

Ensayos y descubrimiento de células

Se desarrollaron ensayos especiales para analizar la actividad de los osteoclastos en suero humano, procedente de muestras de sangre de pacientes, mediante el estudio de las enzimas expresadas únicamente por estas células. Esta técnica específica de análisis enzimático se está comercializando actualmente para uso diagnóstico.

La investigación del grupo también contribuyó al descubrimiento de células parecidas a los osteoclastos. «Los osteoclastos son muy difíciles de cultivar y no pueden mantenerse con vida por mucho tiempo», explica el profesor Everts, «pero, si se dispone de células parecidas a los osteoclastos, se puede investigar una actividad similar a la de los osteoclastos y el efecto de los inhibidores sobre estas células o, alternativamente, el efecto de compuestos estimulantes, proporcionando así herramientas para investigar en detalle cómo funcionan dichas células en condiciones normales y patológicas».

Estos conocimientos podrían allanar el camino para el desarrollo de nuevas herramientas de diagnóstico y terapias.

Palabras clave

EUROCLAST, osteoclastos, salud, osteoporosis, artritis, periodontitis, biología celular
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