MYDGF, factor que activa la telomerasa, emerge como nueva diana para la restauración de la homeostasis del cartílago
Antecedentes
La artritis degenerativa es una enfermedad en la que el cartílago articular se degrada progresivamente debido a la disfunción de los condrocitos y al desequilibrio entre la síntesis y degradación de la matriz extracelular. En los condrocitos envejecidos se observan simultáneamente el acortamiento de los telómeros, el estrés oxidativo y la senescencia celular, pero los factores reguladores superiores que vinculan la actividad de la telomerasa con la homeostasis del cartílago no están completamente elucidados. Los tratamientos actuales se centran principalmente en reducir el dolor y la inflamación, limitándose en su capacidad para modificar el estado biológico del cartílago dañado.
El equipo de investigación se centró en el factor de crecimiento derivado de la médula ósea (MYDGF). MYDGF es una proteína secretora que participa en la recuperación de daños cardíacos y en respuestas inflamatorias, pero su papel en los condrocitos y en la telomerasa no estaba claro. La pregunta central del estudio fue si MYDGF regula la enzima telomerasa (TERT) y si esta acción se traduce efectivamente en la protección del cartílago articular.
Hallazgos clave
El equipo realizó un cribado CRISPR-Cas9 a nivel genómico en células HeLa con un promotor de TERT fusionado a la proteína fluorescente verde (GFP). El análisis con MAGeCK de las células GFP negativas reveló que MYDGF era un candidato significativo como regulador positivo (p<0.01). La supresión de MYDGF redujo la transcripción de TERT y la actividad de la telomerasa, mientras que su sobreexpresión aumentó ambos indicadores. Estos resultados se replicaron en células HeLa, así como en líneas celulares de condrocitos ATDC5 y en células madre embrionarias E14, con tres repeticiones biológicas.
El tratamiento con MYDGF recombinante purificado también incrementó la actividad de la telomerasa de manera dependiente de la dosis en varias líneas celulares. El inhibidor de la endocitosis mediada por clatrina Dyngo-4a bloqueó completamente este efecto. La actividad también disminuyó cuando se eliminó el calcio intracelular con BAPTA-AM o se redujo el calcio extracelular, lo que sugiere que MYDGF requiere una vía dependiente de calcio para su acción. La sobreexpresión de MYDGF también aumentó la fosforilación de Akt en el residuo Ser473, y este efecto fue inhibido por MK2206, un inhibidor de Akt.
El efecto in vivo se evaluó en ratones con artritis inducida mediante desestabilización medial del menisco (DMM). En un experimento con 22 ratones, los animales knockout de MYDGF mostraron mayor erosión del cartílago y pérdida de proteoglucanos a las 8 semanas postcirugía, con puntuaciones histológicas más altas según el índice OARSI (International Osteoarthritis Research Society). Por el contrario, la administración de AAV-MYDGF en la cavidad articular preservó mejor la superficie del cartílago y los proteoglucanos en comparación con el grupo control AAV-GFP. También se observó una reducción en la osteofitosis y la esclerosis subcondral, aunque el tamaño muestral en el experimento terapéutico fue de solo tres animales por grupo. Artículo en Advanced Biotechnology
Significado y perspectivas
El análisis transcriptómico mostró que los condrocitos con deficiencia de MYDGF presentaban una disminución en genes relacionados con la matriz como Col2a1 y Aggrecan, y una disminución en la vía de señalización PI3K-Akt, junto con una activación de vías inmunes e inflamatorias. Los investigadores interpretaron que MYDGF apoya tanto la actividad de la telomerasa como la señalización de supervivencia Akt, lo que mantiene la capacidad sintética y la resistencia al estrés de los condrocitos. Esto sugiere un candidato que regula el estado celular desde un nivel superior, más allá de simplemente inhibir la degradación de la matriz.
Sin embargo, no se midió si MYDGF realmente alarga los telómeros in vivo, ni se demostró la relación causal entre el aumento de la actividad de la telomerasa y la protección del cartílago. También quedan por resolver la secuencia entre el receptor de MYDGF, la señalización de calcio y la vía PI3K-Akt. Además, se debe evaluar si la estimulación prolongada de la telomerasa podría aumentar el riesgo de proliferación celular anormal o tumoral. Para juzgar la viabilidad clínica, se necesitan estudios en condrocitos primarios humanos y modelos de artritis en animales de tamaño grande, evaluando eficacia, dosis y duración del tratamiento.
La artritis osteoarticular (OA) implica la degradación progresiva del cartílago. Esto se debe a la disfunción de los condrocitos y al desequilibrio en la homeostasis de la matriz extracelular. Sin embargo, los reguladores clave que mantienen la salud de los condrocitos aún no están completamente identificados. Aquí informamos que el factor de crecimiento derivado de la médula ósea (MYDGF) es un nuevo regulador de la actividad de la telomerasa y es fundamental para la salud del cartílago. Usando un cribado CRISPR-Cas9 a nivel genómico con un sistema reportero de TERT, se identificó a MYDGF como un regulador positivo fuerte de la telomerasa. Estudios funcionales confirmaron que MYDGF regula positivamente la expresión de TERT y la actividad de la telomerasa en células HeLa y ATDC5. En un modelo de OA mediante desestabilización quirúrgica del menisco medial (DMM) en ratones, los animales knockout de MYDGF mostraron daño cartilaginoso más grave. Por el contrario, la administración de MYDGF en la articulación de la rodilla mediante virus AAV alivió parcialmente la lesión del cartílago. El perfil transcriptómico reveló que los condrocitos con deficiencia de MYDGF muestran una disminución en las vías clave implicadas en la síntesis de la matriz y una activación de señales inflamatorias, lo que indica un cambio en el estado celular. En resumen, nuestro trabajo establece a MYDGF como un factor clave para la remodelación de la homeostasis de la matriz cartilaginosa y la función de la telomerasa. Conecta la función de la telomerasa con la salud de los condrocitos. Estos hallazgos destacan a MYDGF como una diana prometedora para el tratamiento de la artritis osteoarticular.
En el desarrollo clínico, se podría considerar administrar localmente la proteína MYDGF o vectores genéticos en la cavidad articular para retrasar la disfunción de los condrocitos en pacientes con artritis temprana o intermedia. También es posible combinar este enfoque con analgésicos o antiinflamatorios para reducir la exposición sistémica. Para la industria, se abren múltiples vías de desarrollo: moduladores de receptores de MYDGF, formulaciones que faciliten la endocitosis, y fármacos de bajo peso molecular que imiten las señales descendentes.
Antes de la aplicación práctica, se deben confirmar la reproducibilidad en condrocitos humanos, la respuesta inmunitaria tras múltiples dosis, el control a largo plazo de la expresión de AAV y la seguridad frente a tumores. También se debe evaluar si los niveles de MYDGF o la actividad de TERT en el líquido sinovial podrían servir como biomarcadores predictivos de la respuesta al tratamiento en estudios prospectivos con pacientes.