Los Efectos de Agentes Condroprotectores en Condrocitos C-28/I2

• AUTOR : Toegel S, Wu S, Gabor F y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Comparison Between Chondroprotective Effects of Glucosamine, Curcumin, and Diacerein in IL-1b-Stimulated C-28/I2 Chondrocytes
• CITA : Osteoarthritis and Cartilage 16(10):1205-1212, Oct 2008
• MICRO : Tanto la glucosamina como la diacereína promovieron un fenotipo condrocítico y alteraron la expresión de ARNm de colágeno 2 y colágeno 1. Adicionalmente, ambos agentes antagonizaron los efectos de la interleuquina 1-beta.

Introducción

La artrosis (A) es una enfermedad articular crónica degenerativa caracterizada por un aumento de la degradación de la matriz extracelular (MEC) y cambios en las características y proporciones de las moléculas sintetizadas. Como hasta el presente se trata de una patología incurable, los enfoques terapéuticos clásicos se limitan a los fármacos para el alivio sintomático o las intervenciones quirúrgicas. Una nueva alternativa es la administración de agentes condroprotectores (ACP), como la glucosamina (GlcN), la curcumina y la diacereína. Pese a que persiste la controversia sobre su eficacia clínica en la A, estos fármacos están disponibles y presentan una buena tolerabilidad si se los compara con los antiinflamatorios no esteroides que se utilizan ampliamente para la disminución de los síntomas en esta enfermedad.

Para la investigación de los efectos moleculares de los ACP, los modelos de condrocitos estimulados por la interleuquina 1 beta (IL-1B) parecen una opción válida. A fin de superar las limitaciones de los condrocitos humanos, se utiliza una línea celular inmortal, la C-28/I2.

El objetivo del presente estudio es la comparación de los efectos condroprotectores de la GlcN, la curcumina y la diacereína en los condrocitos humanos C-28/I2. El trabajo permitirá obtener información sobre los fármacos y evaluar la aplicación de este tipo de células para el estudio de la acción condroprotectora.

Materiales y métodos

Se utilizó GlcN, curcumina, diacereína e IL-1B recombinante humana en distintas combinaciones y concentraciones en cultivos de condrocitos C-28/I2 inmortales, en los que se evaluó la viabilidad, la morfología y la proliferación celular. Además, se realizaron reacciones en cadena de la polimerasa cuantitativas (qPCR) para el análisis de las concentraciones de ARN mensajero (ARNm) para agrecano (AGC), colágeno tipo 1 (COL1), colágeno tipo 2 (COL2) y metaloproteinasas, como la MMP3 y la ADAMTS4 en distintos medios de crecimiento (según su contenido farmacológico).

Resultados

Viabilidad y morfología celular

La exposición de las células a 10 ng/ml de IL-1B, 5mM de GlcN, 50 µM de diacereína o 5 µM de curcumina resultó en elevadas tasas de viabilidad, similares a las que se observaron en células control que no recibieron ningún fármaco. En cambio, la incubación con 50 µM de curcumina derivó en altas tasas de células dañadas que se separaban del cultivo circundante, lo que se traduce en una baja viabilidad. Las tasas de células muertas denotaron fenómenos similares: menos del 6.5% en todas las dosificaciones de fármacos excepto los 50 µM de curcumina, que arrojaron un total de 48.9% de células muertas.

En cuanto a la morfología celular, la falta de ACP o la exposición a IL-1B se tradujo en la presencia de citoplasmas poligonales, síntoma de desdiferenciación. En cambio, la GlcN a 5mM o la diacereína en concentraciones de 50 µM provocaron un cambio en la morfología hacia un patrón esférico, característico de los condrocitos.

Proliferación celular

Ninguno de los tratamientos tuvo un impacto significativo sobre el recuento total de las células. En cuanto a la actividad proliferativa, la falta de efecto de la IL-1B sobre los condrocitos C-28/I2 es notoria, ya que se contrapone a lo normal en los condrocitos primarios y puede ser una característica específica de este linaje celular debido a su carácter inmortal. Además, la presencia de mM de GlcN o 50 µM de diacereína hizo decrecer las células proliferativas en un 20.6% y 14.1%, respectivamente.

Efectos de la IL-1B a nivel del ARNm

La incubación con 10 ng/ml se asoció con significativas regulaciones por disminución en los niveles de ARNm para AGC y COL2, y un aumento en el ARNm codificante para COL1, sin cambios en los genes para los marcadores catabólicos MMP3 o ADAMTS4.

Efectos de la GlcN a nivel del ARNm

La exposición de los condrocitos C-28/I2 a 5mM de GlcN indujo efectos contrarios a los de la IL-1B a nivel del AGC y COL1 (regulación por aumento y por disminución, respectivamente), pero no alteró los niveles de ARNm para COL2. Este fármaco antagonizó los efectos de la IL-1B en forma dependiente de la dosis tanto a nivel de AGC y COL1 como para la expresión de COL2. Este ACP no ejerció ningún papel significativo en la expresión de MMP3 ni ADAMTS4.

Efectos de la curcumina a nivel del ARNm

La curcumina en concentraciones de 5 µM (las mismas que no habían modificado la viabilidad ni la proliferación celular) no previnieron las modificaciones en la expresión genética asociadas a la IL-1B. Asimismo, la incubación con 50 µM de curcumina indujo alteraciones como la regulación por aumento de COL2, MMP3 y ADAMTS4 y por disminución en el caso del COL1.

Efectos de la diacereína a nivel del ARNm

El efecto positivo de la diacereína en la diferenciación de los condrocitos se reforzó por los aumentos en la expresión de AGC y COL2 y la disminución del ARNm de COL1 ante la exposición a 50 µM del fármaco. Adicionalmente, se observaron efectos dependientes de la dosis que revirtieron las acciones de la IL-1B a nivel del AGC y el COL1. Las concentraciones de 5 µM de este ACP no antagonizaron a la IL-1B a ese nivel, pero sí redujeron las alteraciones de la expresión de COL2 inducidas por la citoquina. Además, la diacereína no alteró la expresión de MMP3 ni ADAMTS4 en forma significativa.

Discusión

La GlcN y la diacereína promueven el fenotipo condrocítico en células C-28/I2

De manera natural, los condrocitos exhiben una baja actividad mitótica y sintetizan moléculas de la MEC cartilaginosa como COL2 y AGC. Sin embargo, en la expansión in vitro, estas células tienden a la desdiferenciación hacia fibroblastos, lo que cambia su morfología de redonda a poligonal y decrece la expresión de AGC y COL2.

Este estudio demuestra que la GlcN y la diacereína promueven la aparición y el mantenimiento de características específicas de los condrocitos en células C-28/I2. La reducción de las células en división sin afectación de la viabilidad y la morfología esférica de las células son el reflejo de este fenómeno. En contraste, la exposición a 5 µM de curcumina no moduló ninguna de estas particularidades.

La GlcN y la diacereína antagonizan los efectos de la IL-1B en las células C-28/I2

Los efectos de ciertas citoquinas como el factor de necrosis tumoral alfa o la IL-1B sobre la degradación del cartílago en la A son conocidos. Al añadir GlcN o diacereína a los cultivos con IL-1B, se observó una reducción dependiente de la dosis de los efectos de la citoquina sobre COL1 y AGC. Sin embargo, sólo la diacereína tuvo un efecto sobre la expresión de COL2 en dosis bajas. Todo esto sugiere que tanto la GlcN como la diacereína pueden prevenir o reducir la inhibición de la síntesis de MEC cartilaginosa inducida por la IL-1B, y que la diacereína es más eficaz a este nivel.

Comparación entre los efectos condroprotectivos en células C-28/I2 y condrocitos primarios

Para la evaluación de la aplicabilidad del linaje celular C-28/I2 en los modelos de investigación, se compararon los hallazgos del presente trabajo con la información bibliográfica disponible sobre estudios en condrocitos humanos primarios. En este tipo celular, también se encontró una correlación entre la exposición a GlcN y la baja en la actividad mitótica, junto con la morfología esférica específica de los condrocitos. En cuanto a la diacereína, parece ser que el presente estudio es el primer trabajo que demuestra el impacto de este fármaco en los marcadores anabólicos y catabólicos de los condrocitos humanos. Un estudio sobre condrocitos bovinos con reína (metabolito activo de la diacereína) arrojó resultados similares.

Se debe tener en cuenta que los cambios en la expresión del ARNm no necesariamente implican alteraciones significativas en los niveles de las proteínas, variables no evaluadas en el presente protocolo. Además, las predicciones de los efectos in vivo a partir de este tipo de estudios deben tenerse en cuenta y se debe fortalecer lo encontrado en las pruebas clínicas.

Conclusión

Este es el primer estudio que compara directamente los efectos in vitro de ACP como la GlcN, la curcumina y la diacereína. Además, el impacto de la diacereína sobre los genes marcadores de catabolismo y anabolismo en la MEC fue presentado por primera vez en un modelo con condrocitos humanos. Tanto la GlcN como la diacereína promovieron un fenotipo condrocítico y alteraron la expresión de ARNm de COL2 y COL1. Adicionalmente, ambos agentes antagonizaron los efectos de la IL-1B.

Ref : REUMATO, TRAUMA, DIACETABS, ARTRILASE.

Especialidad: Bibliografía - Reumatología - Traumatología