El grupo de Bioingeniería en Regeneración y Cáncer del Instituto de Investigación Sanitaria Biogipuzkoa ha analizado cómo se integra la red de células óseas durante el proceso de remodelación. Las investigadoras Sophie Anuth y Amaia Cipitria han realizado este trabajo, junto con investigadores de Xploraytion GmbH, la Universidad de Friburgo, Charité – Universitätsmedizin Berlin y el European Synchrotron Radiation Facility (ESRF). Los resultados se han publicado en la revista científica internacional Materials Today Bio.
El hueso mantiene su resistencia y calidad material mediante un proceso continuo de remodelación, que incluye la reabsorción del hueso antiguo y la formación de nueva matriz ósea mineralizada. Esta dinámica está orquestada por los osteocitos y para ello dependen de una red a nanoescala de extensiones dendríticas a lo largo del tejido mineralizado, conocida como red lacunar-canalicular de los osteocitos.
Este nuevo estudio explora si la red se conecta entre regiones óseas de diferente edad tisular local, formadas durante distintos ciclos de remodelación y, específicamente, a través de sus interfaces (líneas de cemento), y cómo lo hace. La pregunta clave era si estas redes celulares se conectan aleatoriamente a través de estos límites o si existe un proceso guiado que facilita su reconexión.
Para ello, el grupo investigador estudió la arquitectura tridimensional de la red canalicular en regiones de interfaces de remodelación en hueso humano con una resolución extremadamente alta (tamaño de vóxel de 50 nm) mediante una técnica denominada nanotomografía computarizada de sincrotrón. Esto reveló que la red de células óseas se conecta a través de diferentes regiones de remodelación y que el grado de conexión depende de las condiciones tisulares locales. De hecho, cuanto mayor es la densidad canalicular en la región localmente más antigua, mayor es el grado de interconexión. Finalmente, se encontraron dos patrones estructurales principales en las proximidades de las líneas de cemento: conexiones que unen hueso antiguo y nuevo, y estructuras en forma de bucle en el hueso recién formado, donde la interconexión no era posible.
En conclusión, el estudio demuestra que la red de células óseas se integra durante el proceso de remodelación. Las y los autores sugieren que, en lugar de formarse puramente al azar, la red se desarrolla mediante una combinación de crecimiento aleatorio y procesos guiados influenciados por el entorno local. Por lo tanto, es probable que esta red integrada mejore la comunicación, la resiliencia y la supervivencia de las células óseas.
Si bien se trata investigación básica, proporciona una comprensión más profunda de cómo el hueso sano mantiene su función. Por lo tanto, esto puede tener importantes implicaciones clínicas, ya que se obtuvieron nuevos conocimientos sobre el papel de la red celular en la integración tisular en el contexto de la curación y la enfermedad ósea. Esto podría ser útil para una mejor comprensión de los desequilibrios de remodelación en los trastornos minerales óseos (como la osteoporosis), para una mejor comprensión de los mecanismos de curación ósea; o como posible guía para el desarrollo de estrategias y terapias de regeneración ósea.
El grupo investigador destaca que “nos entusiasma publicar este trabajo, que revela características del hueso a nanoescala hasta ahora desconocidas. Subraya tanto la complejidad de la red de células óseas como el valor de la nanotomografía computarizada de sincrotrón como una poderosa herramienta para su investigación.
Esperamos que estos hallazgos contribuyan a ampliar nuestro conocimiento sobre cómo el hueso mantiene su integridad y que, algún día, inspiren nuevos enfoques en la regeneración ósea y el tratamiento de enfermedades esqueléticas”.
