La osteoporosis es una enfermedad que debilita los huesos y afecta a decenas de millones de personas, y nuevos tratamientos muy necesarios podrían estar en camino después de que los investigadores descubrieran un mecanismo clave detrás de cómo el ejercicio fortalece los huesos.
Conocer este proceso previamente oculto significa que los científicos podrían adaptarlo para combatir la fragilidad ósea causada por la osteoporosis. Si bien está bien establecido que el ejercicio mejora la salud ósea, hasta ahora no estaba del todo claro cómo.
Los investigadores, dirigidos por un equipo de la Universidad de Hong Kong, identificaron una proteína específica que actúa como un “sensor de ejercicio” para los huesos. Cuando se activa, promueve el crecimiento óseo y reduce la acumulación de grasa.
“Necesitamos comprender cómo se fortalecen nuestros huesos cuando nos movemos o hacemos ejercicio antes de poder encontrar una manera de replicar los beneficios del ejercicio a nivel molecular”, afirma Xu Aimin, científico biomédico de la Universidad de Hong Kong. “Este estudio es un paso fundamental hacia ese objetivo”.
La investigación se centró en las células madre mesenquimales de la médula ósea (BMMSC). En su forma inicial, pueden ir en dos direcciones: convertirse en células formadoras de hueso llamadas osteoblastos o en células grasas llamadas adipocitos.
El camino que toman las BMMSC está determinado por una variedad de factores, incluidas las señales de crecimiento, las hormonas, los niveles de inflamación y, lo que es más importante para este estudio, las fuerzas físicas inducidas por el ejercicio.
Ya se sabía a partir de experimentos con células cultivadas en laboratorio que las fuerzas mecánicas inclinan la balanza hacia el crecimiento óseo y en contra de la grasa, pero los investigadores querían descubrir por qué. Estudiaron una proteína llamada Piezo1, que en estudios anteriores se ha demostrado que produce señales biológicas en respuesta a la presión y otras fuerzas como la tensión mecánica y el estrés.
Cuando se eliminó Piezo1 de las células en ratones, los animales exhibieron una menor densidad ósea y una reducción de la formación ósea. Además, aumentó el número de adipocitos en la médula ósea del ratón. Pruebas adicionales demostraron que los ratones sin Piezo1 no obtuvieron los mismos beneficios de fortalecimiento óseo del ejercicio.
Los investigadores también identificaron las vías de señalización exactas utilizadas por Piezo1, revelando cómo su ausencia conduce a inflamación y crecimiento de grasa. Es importante destacar que estos cambios eran reversibles si se activaba Piezo1 o se restablecían sus efectos posteriores. Si se van a desarrollar futuros fármacos que imiten a Piezo1, este conocimiento es clave.
“Básicamente, hemos decodificado cómo el cuerpo convierte el movimiento en huesos más fuertes”, dice Aimin. “Hemos identificado el sensor de ejercicio molecular, Piezo1, y las vías de señalización que controla.
“Esto nos da un objetivo claro para la intervención. Al activar la vía Piezo1, podemos imitar los beneficios del ejercicio, engañando efectivamente al cuerpo haciéndole creer que está haciendo ejercicio, incluso en ausencia de movimiento”.
Nuestros huesos generalmente se debilitan a medida que envejecemos y aumenta el riesgo de osteoporosis. Para muchas personas, incluidas las personas mayores y las personas frágiles, el ejercicio regular es difícil o imposible. Un tratamiento que podría imitar algunos de los beneficios biológicos del ejercicio podría ayudar a proteger a estos grupos de la pérdida ósea.
Un tratamiento así todavía está muy lejos. Este estudio se llevó a cabo en modelos de ratón en lugar de en humanos, y apuntar a un objetivo como Piezo1 debe hacerse con mucha cautela: desempeña muchas funciones en todo el cuerpo. Intentar manipular sus efectos podría causar aún más daño.
Sin embargo, esta investigación y estudios similares mejoran sustancialmente nuestra comprensión de cómo se desarrolla la osteoporosis. Dado que la población de edad avanzada sigue creciendo, existe una necesidad real de encontrar formas de mantenerse más saludables por más tiempo.
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“Esto ofrece una estrategia prometedora más allá de la fisioterapia tradicional”, afirma el mecanobiólogo y autor principal Eric Honoré, del Instituto de Farmacología Molecular y Celular de Francia.
“En el futuro, podríamos proporcionar los beneficios biológicos del ejercicio a través de tratamientos dirigidos, ralentizando así la pérdida ósea en grupos vulnerables como los pacientes encamados o aquellos con movilidad limitada, y reduciendo sustancialmente su riesgo de fracturas”.
La investigación fue publicada en Transducción de señales y terapia dirigida.