Se Investiga un Probable Mecanismo Común entre la Calcificación Vascular y la Osteoporosis

• AUTOR : Osako M, Nakagami H, Morishita R y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Estrogen Inhibits Vascular Calcification Via Vascular RANKL System. Common Mechanism of Osteoporosis and Vascular Calcification
• CITA : Circulation Research 107(4):466-475, Ago 2010
• MICRO : Se han encontrado células y proteínas óseas en los vasos calcificados, por lo que se sugiere la asociación de la calcificación vascular con la osteoporosis, especialmente en las mujeres posmenopáusicas.

Introducción

La calcificación arterial es un factor de riesgo de infarto de miocardio y mortalidad de causa cardiovascular, y una de las principales complicaciones de la enfermedad cardiovascular. Recientemente se encontraron células y proteínas óseas en los vasos calcificados, por lo que se sugiere la asociación de la calcificación vascular con la osteoporosis, especialmente en las mujeres posmenopáusicas. La tríada de proteínas más importantes en este aspecto está compuesta por el receptor activador del factor nuclear kappa beta (RANK), el ligando del receptor activador del factor nuclear kappa beta (RANKL) y la osteprotegerina (OPG).

En el hueso, el RANK se expresa en los osteoclastos, mientras que el RANKL y la OPG se encuentran en los osteoblastos. El RANKL, al ligarse a su receptor RANK, estimula la actividad osteoclástica e inhibe la apoptosis de los osteoclastos. La OPG puede unirse al RANKL, limitar su interacción con el RANK y así disminuir la actividad osteoclástica.

Se comprobó, en ratones de laboratorio, que la carencia de OPG lleva a una osteoporosis grave y, en muchos casos, a un incremento de la calcificación vascular. Por analogía, las mujeres posmenopáusicas con osteoporosis podrían presentar una alteración del sistema RANK-RANKL que favorecería tanto el desequilibrio óseo como la mineralización arterial.

Algunas funciones de los estrógenos son intervenir favorablemente en el metabolismo de las lipoproteínas, estimular la expresión de OPG y la apoptosis osteoclástica e inhibir la evolución de las lesiones vasculares.

Se ha demostrado que la terapia de reemplazo hormonal en mujeres de entre 50 y 59 años disminuye la calcificación coronaria. Sin embargo, no está bien dilucidada la forma como los estrógenos interactúan con la calcificación arterial. Los autores de esta investigación evalúan la relación entre dichas hormonas y los mecanismos reguladores comunes de la osteoporosis y la calcificación vascular.

Métodos

Se realizaron experimentos in vitro con cultivos humanos correspondientes a células musculares lisas de aorta (CMLA), células endoteliales de aorta (CEA) y osteoblastos (OB). Se realizaron también análisis de Western Blot, reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (RT-PCR) e inducción de la calcificación en los cultivos celulares.

Los experimentos en animales se efectuaron sobre 45 ratones hembra con deficiencia de apolipoproteína E (Apo-E), algunas de las cuales fueron sometidas a una ooforectomía, y otras, a un simulacro de este procedimiento. Después recibieron diariamente un suplemento de 17-beta-estradiol o placebo, y fueron alimentadas con una dieta normal o una dieta occidental rica en grasas (RG) durante 3 meses. Se realizó densitometría ósea por medio de microtomografía computarizada sobre muestras de tibia proximal, que luego se analizaron histológicamente, al igual que muestras de lesiones vasculares ateroscleróticas.

Finalmente, se confeccionó un análisis estadístico a partir de los resultados obtenidos.

Resultados

Las sustancias investigadas estaban distribuidas de la siguiente manera: se detectó la presencia de RANK en las CMLA y CEA; la expresión de RANKL se dio principalmente en los OB, luego en las CMLA y, en muy baja cantidad, en las CEA; las proteínas OPG se hallaron tanto en las CEA como en las CMLA; en estas últimas células se encontró además ARN mensajero de OPG. De estos datos se desprende que las células vasculares pueden responder al estímulo del RANKL sobre sus RANK constitutivos mediante la expresión de OPG y regular así los procesos de calcificación.

La proteína morfogénica ósea 2 (BMP2) es un factor que interviene en la calcificación ectópica y es capaz de inducir la expresión de genes osteogénicos, como la osteocalcina, la fosfatasa alcalina (FAL) y la osteopontina. Esta proteína se halló en macrófagos y CEA y, en menor cantidad, en CMLA y monocitos. Se observó que el RANKL aumenta la expresión de BMP2. Mediante estudios se pudo determinar que esta proteína es el principal inductor de la diferenciación osteogénica en las CEA.

Por otra parte, la proteína gla de la matriz (MGP) es un inhibidor de la calcificación arterial. La estimulación con RANKL y la administración de anticuerpos neutralizantes de OPG disminuyen la expresión de MGP. Además, la estimulación continua con RANKL produce un aumento del número de nódulos calcificados y de la FAL y una disminución de la expresión de ARNM de MGP, sin alterar la expresión de BMP2. Por lo antedicho, los expertos deducen que la exposición de las áreas ateroscleróticas al RANKL podría favorecer la calcificación de estas. Podría ejercer su acción sobre las CEA mediante la inducción de la expresión de BMP2 y sobre las CMLA por medio de la disminución de la MGP, que lleva a la inducción de la expresión de genes relacionados con la osificación, y por lo tanto, a un aumento de la mineralización de estas células.

Al realizar un tratamiento con estrógenos durante 24 horas, se detectó una acción mediante el receptor estrogénico ICI-182,780 que logró incrementar la expresión de ARNm de BMP2 mediada por el RANKL en las CEA y reducir la expresión de MGP en las CMLA. La isoforma del receptor estrogénico más importante en este caso fue la alfa (RE-alfa). Basándose en estos datos, los autores señalan que los estrógenos pueden bloquear las vías de calcificación en forma dual.

Con respecto a la dieta RG, se relacionó con una disminución de la expresión de MGP. Los autores determinaron que no fue, por sí misma, un factor causal de calcificación aórtica, más allá de la presencia o la ausencia de aterosclerosis en los ratones que la recibieron. Observaron calcificación vascular asociada con esta dieta sólo en los animales con deficiencia de estrógenos.

La carencia de estrógenos incrementó la expresión aórtica de BMP2 y disminuyó la de MGP. Aparte, al asociarse con la dieta RG, aumentaron también los niveles de FAL.

En las hembras ooforectomizadas se redujo significativamente la densidad mineral ósea, tal como sucede en las mujeres posmenopáusicas. En estos ratones se halló tanto osteoporosis como calcificación aórtica. No obstante, no se encontraron células de tipo osteoclástico en las placas calcificadas que se examinaron.

La terapia de reemplazo con estrógenos disminuyó notablemente la calcificación y evolución de las placas ateroscleróticas que habían sido inducidas por la dieta RG y la carencia de dichas hormonas. Además, aumentó la expresión vascular de MGP, y disminuyó la de RANK, RANKL, OPG, BMP2 y FAL.

Discusión

En las mujeres posmenopáusicas, la baja densidad mineral ósea se asocia con la incidencia de calcificaciones aórticas. De forma similar, los ratones con déficit de OPG presentan calcificación de la túnica media vascular y osteoporosis.

En ausencia de OPG, el RANKL facilita una formación excesiva de osteoclastos, que producen osteoporosis. Además, en las paredes arteriales, estimula la síntesis ósea mediante su acción sobre la BMP2 y la MGP. Estas sustancias son, respectivamente, un inductor y un inhibidor de la calcificación. Los estrógenos actúan por medio del RE-alfa, equilibrando los efectos del RANKL.

La MGP inhibe el depósito de calcio y se une a la BMP2 para disminuir la calcificación que esta fomenta. Dado que el RANKL aumenta la expresión de BMP2 y disminuye la de MGP, los autores conjeturan que la estimulación con RANKL induce la calcificación de las paredes arteriales, al reducir en ellas el cociente entre MGP y BMP2. Cabe destacar que algunos de los efectos atribuidos a la BMP2 podrían, en realidad, estar mediados por la BMP4.

El RANKL no pudo por sí mismo de inducir la calcificación vascular en las CMLA, pero favoreció la expresión de genes relacionados con los procesos de osteogénesis y aumentó el número de nódulos de calcificación en estos cultivos celulares.

La calcificación coronaria precoz está relacionada con la depleción de RE-alfa. Los estrógenos actuaron principalmente por medio de este receptor. Su acción sobre las células vasculares se basó en la inhibición de la expresión de la BMP2 inducida por el RANKL y en la inducción de la expresión de MGP.

Al haberse detectado RANK y ARNm del RANKL en las paredes arteriales y en las placas ateroscleróticas, podría existir una respuesta vascular al RANKL dentro de un contexto de calcificación. Es importante resaltar que tanto la calcificación vascular como la osteoporosis se relacionaron con la estimulación del RANK a partir del RANKL expresado localmente y no del RANKL circulante.

Los autores reconocen que no pudieron confirmar in vivo el beneficio de los estrógenos con respecto a la prevención de la calcificación vascular, dado que estas hormonas previnieron en primer lugar la formación de placas ateroscleróticas.

Diversos ensayos previos realizados en los Estados Unidos fracasaron al intentar comprobar el efecto protector de los estrógenos sobre la enfermedad coronaria. Sin embargo, en las mujeres que iniciaron la terapia hormonal entre los 50 y los 59 años, o incluso más temprano, se halló una disminución del riesgo de enfermedad coronaria y de la mortalidad total. Por lo tanto, los autores de la presente investigación proponen que estas hormonas podrían modular las vías de señalización asociadas al RANK y al RANKL en la aparición tanto de osteoporosis como de calcificaciones aórticas.

Especialidad: Bibliografía - Geriatría