Revelada la capacidad de una molécula para equilibrar la destrucción y formación de hueso

Una proteína presente en el páncreas, el intestino y el sistema nervioso central, conocida como péptido intestinal vasoactivo (VIP), tiene un papel clave en la regulación de equilibro entre la formación y destrucción de los huesos (homeostasis), según un estudio liderado por la Universidad Complutense de Madrid (UCM). En concreto, el VIP acelera la formación de las células encargadas de sintetizar nuevo hueso, los osteoblastos, a partir de células mensenquimales humanas, un tipo de células madre de la médula ósea.

Los osteoblastos son células que se encuentran en el microambiente óseo y son las encargadas de sintetizar nuevo hueso. Estas células deben coordinar su actividad con los osteoclastos, células destructoras de hueso, para asegurar el mantenimiento de la homeostasis ósea.

"En 2021 publicamos un artículo en el que demostrábamos el efecto inhibidor que VIP ejerce sobre los osteoclastos. En este nuevo artículo, hemos descrito, por primera vez, su efecto osteoinductor sobre células mesenquimales humanas, dando lugar a osteoblastos", señala David Castro, investigador predoctoral del departamento de Biología Celular de la UCM y primer autor junto a su compañera Paula Arribas.

Los efectos inmunorreguladores del VIP

Aunque se necesitan más estudios para evaluar y caracterizar el efecto osteoinductor de VIP que describen los investigadores, los resultados podrían suponer un primer paso en el diseño de futuras estrategias terapéuticas para patologías musculoesqueléticas en las que se encuentra afectada la integridad del hueso. "Entre dichas patologías se encontraría, por ejemplo, la osteoporosis, pero también la artritis reumatoide que podría ser una interesante candidata debido a su base autoinmune, escenario en el que VIP también ejercería sus efectos inmunorreguladores", indica Arribas.

Para llevar a cabo el estudio, publicado en BioFactors, los investigadores en el laboratorio han realizado cultivos celulares de células madre de medula ósea procedentes de donantes (adquiridas comercialmente) y las han mantenido bajo condiciones de diferenciación a osteoblastos en presencia y ausencia de VIP.

A partir de esas células, se desarrollaron diferentes experimentos con técnicas como de Real-time PCR, western blot y ELISA. En total, el proceso ha tenido una duración aproximada de dos años.

Las células como coordinadoras del equilibrio

El siguiente paso, avanzan los científicos, es evaluar si VIP influye en la diferenciación y funcionalidad del tercer tipo celular presente en el hueso, el osteocito. Estas células derivan de osteoblastos que terminan quedando atrapados en el interior de la matriz ósea.

"Aunque hasta hace muy poco se desconocía su función, ahora está cada vez más claro que se trata de células que funcionan como pequeñas "directoras de orquesta", integrando las señales de comunicación entre osteoclasto y osteoblasto, actuando como un elemento de coordinación para que el equilibrio entre formación y destrucción ósea sea siempre el óptimo", concluye Mar Carrión, investigadora del departamento de Biología Celular de la UCM.

Castro-Vázquez D. et al, "Vasoactive intestinal peptide exerts an osteoinductive effect in human mesenchymal stem cells". Biofactors, 2024

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