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Un gen relacionado con la artritis también regenera el cartílago de las articulaciones y los cartílagos de crecimiento

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Eurekalert · 25 enero 2022 08:30


  • Columna de un ratón sano (izquierda) y de un ratón con células progenitoras de cartílago alteradas genéticamente (derecha) (Dawei Geng, Tea Jashashvili- USC).

La familia de proteínas IL-6 tiene mala reputación: puede promover la inflamación, la artritis, las enfermedades autoinmunes e incluso el cáncer. Sin embargo, un nuevo estudio dirigido por la Universidad del Sur de California (Estados Unidos), publicado en Communications Biology, revela la importancia de la IL-6 y los genes asociados para mantener y regenerar el cartílago tanto en las articulaciones como en las placas de crecimiento que permiten el crecimiento del esqueleto en los niños.

"Demostramos, por primera vez, que la familia de la IL-6, antes asociada casi exclusivamente en el ámbito musculoesquelético con la artritis, la pérdida de hueso y músculo y otras enfermedades inflamatorias crónicas, es necesaria para el mantenimiento de las células madre y progenitoras del esqueleto, y para el crecimiento y la función saludables de las articulaciones y la columna vertebral -afirma el investigador Denis Evseenko-. Nuestro estudio establece un vínculo entre la inflamación y la regeneración, y puede explicar por qué las células madre y los progenitores se agotan en la inflamación crónica".

En el estudio, la primera autora, Nancy Q. Liu y colegas examinaron un gen clave activado por la IL-6 llamado STAT3. Tanto en células humanas cultivadas en laboratorio como en ratones demostraron que STAT3 es fundamental para la proliferación, supervivencia, maduración y regeneración de las células formadoras de cartílago en las articulaciones y los cartílagos de crecimiento. Cuando el gen dejó de funcionar, las células formadoras de cartílago se volvieron cada vez más disfuncionales con el paso del tiempo, lo que dio lugar a un menor tamaño corporal, placas de crecimiento fusionadas prematuramente, esqueletos subdesarrollados y cartílagos articulares ligeramente degenerados.

Los ratones experimentaron los mismos problemas cuando carecían de glicoproteína 130 (gp130), que todas las proteínas IL-6 utilizan para activar Stat3. La desactivación de otro gen, llamado Lifr, que codifica una proteína que trabaja con la gp130 para reconocer una de las proteínas de la IL-6 llamada Lif, produjo cambios similares pero más leves en el esqueleto y el cartílago.

En los ratones que carecen de gp130, los científicos pudieron restablecer los cartílagos de crecimiento normales mediante la sobreactivación de Stat3, aunque esto también provocó un crecimiento excesivo del cartílago que dio lugar a otras anomalías esqueléticas.

Curiosamente, los investigadores observaron diferencias significativas relacionadas con el sexo, de modo que cuando Stat3 dejó de funcionar, las hembras experimentaron cambios más graves en el cartílago y el esqueleto que los machos. Para entender por qué, alteraron los niveles de estrógeno en ratones, así como en células de cartílago de cerdo cultivadas en laboratorio. En ambos casos, el estrógeno aumentó la cantidad y la actividad de Stat3, lo que sugiere que las mujeres podrían depender más de este gen.

El estudio tiene implicaciones clínicas para el uso de los fármacos existentes que inhiben STAT3 para frenar la inflamación en las enfermedades autoinmunes, puesto que estos fármacos también pueden interferir en el crecimiento y la regeneración.

Por el contrario, el laboratorio Evseenko ha aprovechado su conocimiento de los matices de STAT3 y de los genes y proteínas asociados para desarrollar un fármaco muy específico con el potencial de regenerar el cartílago articular sin desencadenar la inflamación. Este fármaco se probará pronto en ensayos clínicos.

"Nuestros hallazgos cambian realmente el paradigma y desafían los dogmas existentes en el campo sobre cómo la IL-6, STAT3 y los genes y proteínas asociados influyen no sólo en la inflamación, sino también en la regeneración", concluye Evseenko.

Referencia: Commun Biol. 2022;5(1):64. Published 2022 Jan 17. doi:10.1038/s42003-021-02944-y

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