Evaluación del efecto de Zolendronato, Atorvastatina y su combinación, en células madre de pulpa dental (DPSC) y osteoblastos diferenciados a partir de DPSC, en la expresión de genes relacionados con la diferenciación celular, y maduración

La osteoporosis es la enfermedad ósea más común, que afecta aproximadamente un millón y medio de mujeres mayores de 50 años en Colombia, (Medina et al. 2018) está asociada con el incremento en la incidencia de fracturas en la columna, fémur, y cadera; ésto se debe a la pérdida patológica de masa ósea y pobre arquitectura del hueso trabecular, (Horiuchi et al. 2006) lo que resulta en pobre calidad de vida, situación de dependencia y riesgo incrementado de muerte. (Endo et al. 2017) Para su tratamiento, los bifosfonatos son los medicamentos de elección, por su actividad antiresortiva y su capacidad de aumentar la masa ósea. (Tenenbaum et al. 2002) Los bifosfonatos son estructuralmente similares al pirofosfato, un producto normal del metabolismo óseo, se caracteriza por ser una molécula inestable in vivo debida a su rápida hidrólisis como resultado de la actividad de la fosfatasa alcalina. (Tenenbaum et al. 2002) Los bifosfonatos son análogos sintéticos resistentes a la hidrólisis, se agrupan en nitrogenados y no-nitrogenados, lo que tiene implicaciones en su actividad y consecuencias clínicas. Los bifosfonatos nitrogenados han mostrado mayor eficiencia debido a que sus efectos antiresortivos son más potentes que los no nitrogenados, reduciendo de esta manera el riesgo de fracturas osteoporóticas en un 50-60% en personas con pérdida de masa ósea, (Kimmel, et al. 2007) es importante resaltar que el aumento de la masa ósea es regulada por el balance, entre dos tipos de células, las cuales se comunican e interactúan estrechamente entre sí, los osteoblastos/osteocito, encargadas de mantenimiento, crecimiento y la reparación del hueso, y osteoclastos, encargadas de degradación y reabsorción ósea. (Wei et al. 2017) En el mercado actualmente los bifosfonatos nitrogenados disponibles son: Pamidronato (Aredia®), Alendronato (Fosamax®), ibandronato (Bonviva®), risedronato (Actonel®) y Zolendronato (Zometa®), (Endo et al. 2017) estos afectan el recambio óseo porque inhiben la acción de los osteoclastos induciendo su apoptosis (reduciendo la prenilación de proteínas claves en la regulación del osteoclasto) (Mansueto et al. 2011) mediante la inhibición de la vía del mevalonato, alterando la actividad del farnesil difosfato sintasa (FDPS), (Morse et al. 2018) El consumo de bifosfonatos nitrogenados, dependiendo del tipo, potencia, vía de administración y duración de la terapia, pueden inducir la aparición de efectos adversos como la osteonecrosis de los maxilares, la cual es una condición patológica en el hueso, que usualmente ocurre en zonas de extracción dental, cirugía oral o puede ser de aparición espontanea; (Tipton et al. 2011) los pacientes afectados por esta patología, pueden experimentar dolor severo, fistulas, movilidad o pérdida dental, sinusitis y fractura mandibular. Se pueden evidenciar zonas extensas de necrosis, e infecciones secundarias (Fung et al. 2015) y su diagnóstico es confirmado sí se presentan las siguientes condiciones: 1. Reciente o previo tratamiento con agentes antiresortivos o antiangiogénicos. 2. exposición de hueso necrótico con fístula intra o extra oral en la región maxilofacial que persiste por más de ocho semanas y 3. Sin historial de radioterapia o enfermedad metastásica en los huesos craneofaciales. (Ruggiero, et al. 2014) Es importante mencionar que en mujeres posmenopáusicas, la administración de bifosfonatos puede ir acompañada de la administración de estatinas, medicamentos ampliamente usados para la prevención de enfermedades cardiovasculares, y las cuales también actúan en la vía del mevalonato inhibiendo la HMG- CoA reductasa, (Ruan, et al. 2012) logrando el incremento de la oxidonitrosintetasa endotelial y con ello la reducción de colesterol total. (Mansueto et al. 2011) Adicionalmente existe evidencia in vitro de que las estatinas inhiben la actividad osteoclástica y aumentan la actividad osteoblástica, estimulando la expresión de proteínas críticas para la formación ósea (Horiuchi et al. 2006) lo cual es considerado como un efecto pleiotrópico de las estatinas. La mayoría de estudios in vitro sobre bifosfonatos utilizan osteoblastos derivados de huesos largos, hay que tener en cuenta que los tejidos orales son distintos en su origen embrionario y su función: mientras que los huesos apendiculares son derivados del mesodermo, los huesos faciales derivan de la cresta neural, lo que resulta en diferencias en la hematopoyesis posnatal que puede afectar el comportamiento no solo de la homeostasis ósea, sino de una amplia gama de afecciones patológicas como la osteonecrosis de los maxilares. (Jiang et al. 2016) A nivel oral existen estudios como el de Manzano Moreno y cols, quienes en 2018 evaluaron la acción de los bifosfonatos (BP) en osteoblastos humanos, analizando la modulación en la expresión de genes esenciales en la fisiología ósea, en osteoblastos primarios humanos de tejidos orales y células derivadas de sarcoma MG 63. Demostrando que en bajas dosis aumenta la expresión genética de moléculas relacionadas con el crecimiento osteoblástico y disminuye la expresión de otras directamente relacionadas con la maduración celular, lo cual confirma que bajas dosis de BP incrementan la proliferación de osteoblastos, pero disminuyen su capacidad de diferenciación y en altas dosis inducen apoptosis, lo que puede conducir a la aparición de osteonecrosis de los maxilares. (Manzano-Moreno et al. 2018) Otras hipótesis en cuanto etiología de la Osteonecrosis se han descrito: inhibición de la angiogénesis, reducción de la remodelación ósea normal, disrupción de la comunicación entre los osteoclastos y osteoblastos (Zafar et al. 2016) y alteración en las células madre que pueden inhibir los procesos de reparación de la mandíbula,(Abdik et al. 2018) sin embargo, se siguen generando inquietudes dado que la frecuencia en su aparición es altamente variable en los rangos de muy raro (1/10.000 en pacientes con osteoporosis y consumo de BP por vía oral), a común (1/100 o más en pacientes en tratamiento de cáncer y recibiendo altas dosis de BP por vía intravenosa),(NH, Beth-tasdogan et al. 2017) Con referencia a las estatinas existen estudios que respaldan la hipótesis que éstas tienen efectos sobre los huesos de los tejidos orales, Zhao y colaboradores en el 2013, demostraron que la simvastatina promueve la formación de tejido mineralizado en células madre derivadas de ligamento periodontal y estimula la diferenciación osteoblastica in vivo e in vitro; (Zhao et al. 2014) Dolci et al, en 2018 en un estudio sobre ratones, mostraron que el uso a largo plazo de atorvastatina inhibe significativamente la osteoclastogénesis. (Dolci et al. 2018) Lo que nos lleva a sugerir que las estatinas pueden tener un rol importante en la homeostasis de los tejidos óseos orales. Puesto que los conocimientos del comportamiento de los tejidos óseos maxilares al consumir conjuntamente BP¿s y estatinas aún no son claros, este proyecto pretende describir los efectos in vitro del zolendronato y atorvastatina en células madre derivadas de pulpa dental (DPSC ¿ por su sigla en inglés) y osteoblastos diferenciados a partir de DPSC, con el fin de demostrar la presencia de actividad aditiva o antagónica de los fármacos en mención sobre la vía del mevalonato, con lo cual se pueda generar un modelo hipotético del comportamiento biológico de los tejidos óseos de los maxilares en pacientes que consumen conjuntamente bifosfonatos (BP¿s) y estatinas. Con todo lo anteriormente mencionado, el grupo investigador se plantea la siguiente pregunta de investigación ¿Qué efectos tienen el Zolendronato, la atorvastatina y su combinación, sobre células madre derivadas de pulpa dental (DPSC) y osteoblastos en la expresión de genes relacionados con la diferenciación celular, función, e interacciones osteoblasto-osteoclasto?