Longaker, que además es director del Institute for Stem Cell Biology and Regenerative de la Stanford University, detalla que observaron la interacción de una proteína que estimulaba la actividad de células madre óseas en modelos de ratón con diabetes tipo 2, en los que la enfermedad surgía cuando tenían 4 semanas de edad.
Antes de desarrollar la diabetes, los ratones fueron capaces de curar las fracturas óseas de las patas con la misma eficacia que roedores salvajes y criados en libertad. Tras manifestarse la enfermedad, los huesos eran más débiles y menos densos que los huesos de los ratones del grupo control.
Después de 7 días de la fractura, los roedores diabéticos tenían menos cantidad de células madre óseas que los animales del grupo control. Sin embargo, estas eran completamente funcionales por lo que decidieron analizar el resto de componentes que podían influir, hasta que se encontraron con niveles mucho más bajos de una serie de proteínas de señalización.
La proteína hedgehog está involucrada en muchos procesos biológicos, como el desarrollo embrionario y la regeneración de tejidos. Para comprobar si esta proteína era responsable de perjudicar la curación ósea, decidieron bloquear de manera artificial la vía de señalización de ratones sanos que no tenían diabetes.
Buscando correlación con humanos
Estos ratones sin diabetes empezaron a tener huesos más débiles y frágiles, lo que vinculaba directamente la vía de señalización de hedgehog en la incidencia de fracturas óseas, que suelen ser frecuentes en estos pacientes, según explica el investigador. El equipo contacto con Stuart Goodman, profesor de Cirugía Ortopédica, para obtener muestras de hueso de pacientes con diabetes que fueron sometidos a reemplazo de articulaciones para la osteoartritis.
"Lo que vimos en estos sujetos fue un reflejo de lo que vimos en los ratones. Los huesos de los pacientes diabéticos mostraron una reducción significativa de la expresión de estas importantes proteínas de señalización", subrayan los autores.
Los científicos creen que la inhibición de la vía de señalización hedgehog surge de la inflamación asociada a la diabetes que causa altos niveles de una molécula llamada factor de necrosis tumoral alfa (TNF-alfa), cuyos niveles son elevados en pacientes con diabetes.
También descubrieron que estos niveles aumentados de TNF-alfa inhibían la expresión de algunos miembros de la familia hedgehog. Sin embargo, la inhibición directa de toda la actividad del TNF-alfa podría tener otras consecuencias negativas para un animal o un paciente humano, pues TNF-alfa desempeña muchos papeles biológicos importantes.
"Hemos ideado una estrategia factible para revertir la incapacidad de reparar las fracturas óseas de manera efectiva en la diabetes mediante la aplicación local de un compuesto para estimular la actividad de las células madre adultas", resume Longaker sobre su investigación y el desarrollo de una posible solución terapéutica a este problema.
