El descubrimiento de que el gen TRPV4 regula el crecimiento del cartílago podría dar lugar a futuras terapias para la reparación de las articulaciones y tratar la artrosis y otras enfermedades del cartílago, así como para los trastornos hereditarios que afectan al desarrollo del cartílago, según publican los investigadores en la revista ‘STEM CELLS’. Y también podría apuntar a una nueva forma de acelerar la diferenciación de las células madre para la bioingeniería del cartílago.
El equipo, de Cytex Therapeutics y la Universidad de Washington, en Estados Unidos, ha demostrado que un gen denominado vanilloide potencial receptor transitorio 4 (TRPV4) sirve tanto de marcador como de regulador de la condrogénesis, el proceso por el que se forman el cartílago y el hueso.
El TRPV4 trabaja para el organismo proporcionando instrucciones para construir canales que transportan el calcio a través de las membranas celulares. Los estudios sugieren que el canal TRPV4 desempeña un papel en varias funciones corporales, incluida la condrogénesis. Sus efectos en el desarrollo del esqueleto parecen implicar la regulación de la diferenciación de las células madre y progenitoras.
Las células madre pluripotentes son un tipo de células madre que tienen la capacidad de autorrenovarse y dar lugar a todas las células de los tejidos del cuerpo. Representan una fuente única para sustituir las células perdidas por daños o enfermedades.
Células madre pluripotentes
Esta capacidad ha llevado a los investigadores a estudiar el uso de células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que pueden generarse directamente a partir de células adultas, para desarrollar nuevas terapias de modelización de enfermedades, medicina regenerativa y descubrimiento de fármacos.
En este estudio, los investigadores utilizaron iPSCs para crear un sistema de modelado para estudiar el TRPV4. El doctor Farshid Guilak, del Centro de Medicina Regenerativa de la Universidad de Washington, fue el autor correspondiente.
«Queríamos saber si el TRPV4 se expresa específicamente como marcador de la condrogénesis, y también si desempeña un papel funcional en la regulación de la condrogénesis en los condrocitos derivados de iPSC, las células responsables de la formación del cartílago», explica.
Proceso
Para ello, el doctor Guilak y sus colegas utilizaron un indicador fluorescente para monitorizar la diferenciación condrogénica de las iPSC murinas (de ratón). Los resultados mostraron que, a lo largo del proceso de condrogénesis de 21 días, la expresión de TRPV4 reflejaba la de los marcadores condrogénicos clásicos producidos naturalmente por el organismo.
«Además, la activación diaria del TRPV4 aumentó significativamente la producción de matriz de cartílago», señala el doctor Guilak. La matriz del cartílago es una mezcla de colágeno y proteínas que ayudan al cartílago a atraer agua y le dan su forma y propiedades específicas.
«Estos resultados nos indican que, como sospechábamos, el TRPV4 sirve tanto de marcador como de regulador de la condrogénesis de las iPSC –añade–. Creemos que la condrogénesis de las iPSC podría ser un excelente sistema modelo para estudiar el papel de TRPV4 en el desarrollo del cartílago y las enfermedades. Una mejor comprensión de cómo se produce promete proporcionar nuevos conocimientos para el desarrollo de nuevos enfoques terapéuticos para los trastornos relacionados con el cartílago».
«Además –apostilla–, podría conducir a una nueva forma de optimizar la diferenciación de las células madre en la bioingeniería del cartílago diseñado para las prótesis de rodilla y otras reparaciones articulares«.
Por su parte, el doctor Jan Nolta, redactor jefe de ‘STEM CELLS’, añade que «la regeneración del cartílago es una terapia muy necesaria para la población que envejece, pero ha sido difícil de lograr y es una de las «últimas fronteras» en la reparación de tejidos. Los excelentes estudios realizados por el doctor Guilak y su equipo allanarán el camino para mejorar los estudios para tratar la artrosis y otras enfermedades del cartílago», concluye.