Estudio muestra que los sistemas nervioso e inmunológico ‘necesitan hablar’ para la reparación ósea

Fotomicrografías de un estudio reciente de Johns Hopkins Medicine que muestran la importancia del sistema nervioso periférico en la reparación de lesiones óseas. En el sentido de las agujas del reloj desde abajo a la izquierda: (A) Imagen de microtomografía computarizada que muestra el crecimiento óseo en el cráneo del ratón 14 días después de la lesión (la línea negra discontinua es la sección original del hueso extraída); (B) Imagen de reparación ósea (la sección original eliminada está entre las flechas blancas) que muestra la expresión (verde) del factor de crecimiento nervioso, una proteína producida por las células inmunitarias que estimula el nuevo crecimiento nervioso necesario para que se produzca la curación ósea; y (C) imagen de gran aumento de la sección en B designada por un cuadro blanco discontinuo (la línea blanca discontinua en C es el borde del hueso en proceso de curación). Crédito: Carolyn Meyers, Departamento de Patología, Johns Hopkins Medicine

En un estudio de diciembre de 2019, un equipo de investigadores de Johns Hopkins Medicine demostró en ratones que la reparación de fracturas óseas requiere la generación, el crecimiento y la propagación de células nerviosas o neuronas, en toda la zona lesionada. Esto, demostraron, se basa en parte en una proteína conocida como factor de crecimiento nervioso (NGF). Ahora, los investigadores han profundizado en este proceso para comprender mejor cómo funcionan los sistemas nervioso e inmunológico junto con el NGF para permitir que los nervios vuelvan a crecer durante la reparación ósea.

En un nuevo estudio, publicado en la edición del 26 de mayo de 2020 de la revista Cell Reports, los investigadores encontraron una vez más en ratones que dos proteínas, el receptor de tropomiosina quinasa-A (TrkA) y el NGF se unen para estimular la inervación (el suministro de nervios), y posteriormente, hueso nuevo en un sitio lesionado. Lo que los sorprendió fue que el NGF que más importaba en este proceso provenía de una fuente inesperada: los macrófagos, los glóbulos blancos que alertan al sistema inmunitario de los invasores extraños a través de la inflamación, y luego engullen y eliminan a los atacantes del cuerpo.

«Investigaciones anteriores han demostrado que las células inmunitarias son claramente importantes en la reparación ósea, pero lo que determinamos en nuestro estudio es que los macrófagos y sus señales inflamatorias también impulsan el nuevo crecimiento de los nervios en el hueso lesionado», dice Aaron James, MD, Ph. D., profesor asociado de patología en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y coautor principal de ambos estudios.

En otras palabras, explica James, los experimentos del equipo revelaron «que la señalización de NGF-TrkA es cómo los macrófagos ‘hablan’ con las fibras nerviosas para que pueda comenzar la curación del hueso».

Cuando los huesos se lesionan, se libera una gran cantidad de neurotrofina NGF (una proteína que induce la supervivencia, el desarrollo y el funcionamiento de las neuronas) . Esto activa los nervios sensoriales para crecer en el tejido lesionado. Estos nervios sensoriales desempeñan múltiples funciones, entre ellas alertar al cuerpo a través del dolor de que el hueso está roto y regular el proceso de curación.

Para definir el mecanismo por el cual se repara el hueso, los investigadores extrajeron la misma pequeña porción de cráneo de cada uno de los ratones del estudio. Mediante la manipulación de varios pasos de la vía de señalización de NGF-TrkA en diferentes ratones, el equipo descubrió que: (1) la liberación de NGF coincide con el comienzo de la inervación, (2) la lesión ósea estimula el aumento de la producción de NGF, (3) la inflamación en el sitio de la lesión impulsa la producción de NGF por parte de los macrófagos (que son atraídos por las señales químicas liberadas durante la inflamación), (4) el aumento de las cantidades de NGF provoca la formación de nuevos nervios en el tejido lesionado, (5) la interrupción de la producción de NGF reduce la inervación y afecta la calvarial regeneración ósea, y (6) el NGF producido por los macrófagos es la neurotrofina requerida para la reparación ósea.

«Ahora entendemos que el crecimiento nervioso y la reparación ósea son procesos vinculados», dice James. «Sabiendo esto, podemos encontrar formas de maximizar nuestras capacidades de curación innatas. El desarrollo de nuevos métodos para mejorar la curación de los huesos beneficiaría enormemente a muchas personas, especialmente a los ancianos, donde las lesiones como las fracturas de cadera a menudo tienen peores resultados que los ataques cardíacos. »

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Un estudio con ratones muestra una vía de señalización nerviosa fundamental para la curación de las fracturas. Más información: Carolyn A. Meyers et al. Un mecanismo neurotrófico dirige el tránsito nervioso sensorial en el hueso craneal, Cell Reports (2020). DOI: 10.1016/j.celrep.2020.107696 Información de la revista: Cell Reports

Proporcionado por la Universidad Johns Hopkins Cita: Un estudio muestra que los sistemas nervioso e inmunológico «necesitan hablar» for bone repair (2020, 19 de junio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-nervous-immune-bone.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.