La Utilidad de la Homogeneidad del Cartílago para el Diagnóstico Precoz de Osteoartritis

• AUTOR: Qazi AA, Folkesson J, Dam EB y colaboradores
• TITULO ORIGINAL:Separation of Healthy and Early Osteoarthritis by Automatic Quantification of Cartilage Homogeneity
• CITA:Osteoarthritis and Cartilage 15(10):1199-1206, Oct 2007
• MICRO: La cuantificación de la homogeneidad del cartílago articular mediante la aplicación de la entropía parece un método eficaz para el diagnóstico precoz de los estadios incipientes de la artrosis, que permite identificar a los pacientes que pueden beneficiarse con una intervención en la fase inicial de la enfermedad.

Introducción

La artrosis u osteoartritis (OA) es una enfermedad degenerativa articular que se origina en las alteraciones del cartílago y del compartimiento subcondral. Es la segunda causa de discapacidad y de deterioro en la calidad de vida después de las afecciones cardiovasculares. Pese a su elevada prevalencia, no se conoce un tratamiento curativo para la OA y no se dispone de fármacos que modifiquen la estructura de las articulaciones, por lo que las líneas actuales de investigación se empeñan en descubrir drogas que puedan modificar la historia natural de la enfermedad. A tal fin, es necesario cuantificar los cambios estructurales en la fase inicial de la OA, por lo que resulta de fundamental importancia establecer un diagnóstico precoz.

En la actualidad, se acepta que tanto el diagnóstico de la OA de la rodilla como el control de la progresión se basan en la medición del espacio articular en las radiografías. Sin embargo, se trata de un método indirecto y tardío. En cambio, la resonancia magnética nuclear (RMN) no sólo permite observar con gran resolución espacial los tejidos blandos sino que constituye una técnica para cuantificar el volumen del cartílago articular.

La fisiopatología de la OA involucra tanto el compartimiento articular como el hueso subcondral, cuyas alteraciones son secundarias a los cambios bioquímicos iniciales como el edema y la tumefacción locales. Por lo tanto, se considera que las modificaciones intrínsecas en el contenido y la distribución hídrica preceden a las alteraciones morfológicas que se observan en los métodos de diagnóstico por imágenes. En este estudio, los autores se propusieron investigar si los cambios en la señal de la RMN se corresponden con la disfunción del metabolismo hídrico del cartílago articular.

Materiales y métodos

Inicialmente se incluyeron 76 participantes, que fueron divididos en dos grupos, de acuerdo con la presencia o ausencia de síntomas de OA. Se excluyeron los individuos con reemplazo total de rodilla, artritis inflamatoria o contraindicación para la realización de RMN.

Se efectuaron radiografías convencionales e imágenes por RMN ponderadas en T₁. Se aplicaron los criterios de Kellgren y Lawrence (KL) para establecer la gravedad de la OA con una escala de 0 a 4 puntos. Debido a problemas técnicos y al período de entrenamiento del método de segmentación automática, finalmente se realizó la evaluación de 114 articulaciones. Con base en el nivel de entropía, la homogeneidad fue calculada mediante histogramas binarios normalizados con la regla de Freedman-Diaconis. De acuerdo con los parámetros de la teoría de la información, la entropía se considera un marcador relacionado inversamente con la distribución de datos al azar; por lo tanto, cuanto mayor es el valor de la entropía, menor es la homogeneidad del cartílago, lo que permite la aplicación de esta técnica en situaciones en las que la distribución de los datos no corresponde a una curva de Gauss.

Toda la información reunida fue procesada estadísticamente y se estableció como significativo un valor de p < 0.05.

Resultados

Los investigadores evaluaron las secuencias de RMN en T₁, que se correlacionan con el contenido hídrico, por medio de la comparación entre una articulación sana y una rodilla con OA de grado KL 3. La desviación estándar de la intensidad de la señal fue menor en el cartílago enfermo que en el tejido sano (p < 0.001). Del mismo modo, el nivel de entropía calculada resultó de menor magnitud en el cartílago dañado (p < 0.001).

Según señalan los autores, la amplitud del espacio interarticular no parece un parámetro eficaz para diferenciar a los pacientes sin alteraciones de aquellos con OA de grado KL 1 (p = 0.9), aunque permitió la distinción entre los sujetos sanos de aquellos que se encontraban enfermos (p = 0.005). Asimismo, el volumen calculado de cartílago no constituyó un indicador útil para discriminar entre los tejidos sanos de aquellos con OA incipiente. De todos modos, destacan la presencia de una tendencia significativa al descenso en el volumen del cartílago en forma inversamente proporcional al grado de lesión. En cambio, por medio de la medición de la intensidad del cartílago por RMN, fue posible diferenciar con claridad las imágenes de las articulaciones sanas de las enfermas (p = 0.0009). Asimismo, mediante la cuantificación de la homogeneidad del cartílago por entropía pudo distinguirse a los sujetos sanos de aquellos con OA (p = 0.0003), incluso en los casos con bajo grado de lesión (p = 0.0004), por lo que los investigadores consideran la técnica de entropía el método más preciso.

Discusión

Los autores afirman que la determinación de la homogeneidad del cartílago articular por medio de la entropía permite diferenciar entre el tejido sano y el afectado por OA, incluso en presencia de formas iniciales de la enfermedad (KL grado 1). En consecuencia, plantean que, por medio de la entropía, se obtiene información con mayor sensibilidad que con el uso de la medición del espacio articular o del volumen y la intensidad de la señal del cartílago. La pérdida de este tejido es secundaria a una serie de cambios bioquímicos, entre los que se menciona la expresión de proteasas. Dentro de este grupo de enzimas, las metaloproteinasas de la matriz extracelular, la disintegrina y la trombospondina se asocian con la disminución de los proteoglucanos y con la disrupción de la red de colágeno, asociadas a su vez con el edema local y la degradación de la calidad articular.

Por otra parte, sostienen que el uso de la puntuación de KL como parámetro de referencia puede afectar la interpretación de los resultados de la RMN, en especial por la variación entre los observadores en los casos de afección mínima (KL grado 1). De este modo, presumen que las diferencias entre el cartílago sano y las lesiones iniciales de la OA sólo son detectables mediante la técnica de la entropía. Así, proponen que este método, en combinación con la escala de KL, puede resultar útil para la selección de los pacientes que se encuentran en condiciones de beneficiarse con un tratamiento, en contraste con aquellos que atraviesan un estadio más avanzado de la enfermedad. Se estima que la progresión de las alteraciones en el cartílago articular pueden prevenirse si se actúa antes de la fibrilación extensa del tejido, que se relaciona con modificaciones en los condrocitos, como las alteraciones metabólicas, la hipertrofia y la apoptosis.

La eficacia de la cuantificación de la homogeneidad guarda relación directa con los cambios bioquímicos del cartílago. Antes de que se produzca la disminución del espacio articular, se observa la disminución del contenido de proteoglucanos y la alteración de la red de colágeno. Como corolario de estos cambios se postula que se modifica la estructura de las moléculas residuales de proteoglucanos, con el incremento de la polaridad y de la capacidad hidrofílica de estas sustancias. De esta manera, aumenta el contenido de agua del cartílago, cuya consecuencia es el edema. Como mecanismo de compensación, los condrocitos secretan más proteoglucanos. En la secuencia de imágenes por RMN ponderadas en T₁ se obtiene la disminución en el promedio de la intensidad de la señal, por lo que el cartílago, con afección incipiente por AO, se observa más homogéneo y más oscuro.

En este trabajo, los investigadores emplearon un equipo de RMN de bajo campo, aunque en la mayor parte de las publicaciones similares se utilizaron lectores con altos campos magnéticos. Entre las ventajas de los resonadores de campos pequeños se destacan el menor costo y la duración más breve de cada estudio. Asimismo, mencionan que en otros ensayos previos, la eficacia de los equipos de bajo campo fue similar a la de los resonadores más poderosos para la determinación de las lesiones rotulianas.

Si bien se describen otras técnicas de cuantificación de la estructura del cartílago articular por medio de la RMN, estos métodos requieren el uso de campos magnéticos mayores y de dispositivos tecnológicos más complejos, como el refuerzo tardío con gadolinio.

Conclusiones

Los autores señalan que la medición de la homogeneidad del cartílago articular mediante la entropía no solamente permite detectar y cuantificar la OA en una fase temprana sino que constituye un criterio de elección para la inclusión de pacientes en trabajos clínicos de diseño longitudinal para evaluar un eventual tratamiento.

Especialidad: Bibliografía - Traumatología