Demuestran Variaciones en el Efecto Biológico del Acido Hialurónico en Función del Peso Molecular

• AUTOR : Maneiro E, de Andres MC, Blanco FJ y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : The Biological Action of Hyaluronan on Human Osteoartritic Articular Chondrocytes: The Importance of Molecular Weight
• CITA : Clinical and Experimental Rheumatology 22(3):307-312, May-Jun 2004
• MICRO : El ácido hialurónico es no sólo una sustancia con efectos viscoelásticos, sino que parece inducir efectos biológicos relevantes sobre el cartílago articular de los pacientes con artrosis; no obstante, las propiedades farmacológicas varían en función del peso molecular en modelos in vitro

Introducción

El ácido hialurónico (AH) es un heteropolisacárido integrado por unidades repetidas de ácido D-glucurónico y N-acetilglucosamina. Este glucosaminglucano es sintetizado por fibroblastos, condrocitos y sinoviocitos, para actuar como medio viscoelástico. Sin embargo, se ha informado que, además de su función estructural en el mantenimiento de la matriz extracelular, el AH parece asociarse con diversos efectos sobre la proliferación y la migración celular en modelos in vitro. Algunas de estas acciones están mediadas por receptores celulares de superficie, como los marcadores CD44, CD54 y el receptor de motilidad mediada por hialuronato (RMMH). La interacción de estas moléculas con el AH desencadena señales de transducción vinculadas con eventos celulares fisiológicos y patológicos. Se presume que el AH podría relacionarse con mecanismos de regulación del comportamiento celular.

Se destaca que, en pacientes con artrosis, la concentración sinovial de AH es reducida, con menor longitud de las cadenas moleculares y alteraciones en las propiedades viscoelásticas. El fundamento de la inyección intraarticular de AH en estos enfermos consiste en el incremento de la viscosidad del líquido sinovial; sin embargo, se postula que, en la eficacia de este tratamiento, podrían participar efectos diferentes a las modificaciones de las propiedades biomecánicas. Las acciones del AH a nivel celular permitirían explicar sus beneficios clínicos. Entre estos efectos se encuentran la inhibición de la prostaglandina E2, la mayor síntesis de óxido nítrico, la modulación de la adhesión de los leucocitos y la supresión de la degradación de la matriz del cartílago. Sin embargo, los fragmentos de AH con un peso molecular inferior a los 200 kilodaltons inducen la expresión de genes inflamatorios y activan la vía del factor nuclear de regulación kappaB. Por consiguiente, algunos de los efectos celulares del AH podrían depender del peso molecular.

Se dispone de preparados comerciales de este producto con diverso peso molecular, que varía entre 500 y 6 000 kilodaltons, pero la repercusión de esta variable en la eficacia del fármaco no ha sido evaluada en profundidad. En este ensayo se describe una comparación de las diferencias en el perfil de efectos biológicos de los preparados comerciales de AH en modelos con condrocitos humanos.

Materiales y métodos

Se aislaron condrocitos a partir de muestras de cartílago femoral humano obtenido durante la cirugía de reemplazo de rodilla en 9 individuos con una media de edad de 66.4 ± 5 años. El tejido se incubó en medios con tripsinas y se sometió a procedimientos específicos para aislamiento de las células con posterior cultivo en condiciones adecuadas de temperatura, humedad y asepsia. Los condrocitos se incubaron con el agregado de 5 ng/ml de interleuquina 1 (IL-1) en asociación con AH o sin él. Se seleccionaron dos formulaciones comerciales con un peso molecular de 500 a 730 kilodaltons o bien de 6 000 kilodaltons, en concentraciones de 10, 50, 100, 150 y 200 µg/ml.

En los medios de cultivos se cuantificó la producción basal y estimulada por IL-1 de óxido nítrico y prostaglandina E2, así como los efectos del AH sobre la apoptosis de los condrocitos, definida mediante la proporción de elementos celulares con fluorescencia nuclear tras exposición a yoduro de propidio por citometría de flujo.

Los datos reunidos se procesaron con pruebas estadísticas específicas.

Resultados

Las formulaciones de AH no modificaron los niveles iniciales de óxido nítrico. No obstante, tras la inducción de la síntesis de esta molécula por acción de la IL-1, se verificó que la exposición a no menos de 100 µg/ml del preparado con un peso molecular de 500 a 730 kilodaltons redujo su producción en un 70%. Se comprobaron resultados similares en términos de la síntesis de prostaglandina E2. En cambio, la utilización de la formulación con un peso molecular de 6 000 kilodaltons no se asoció con variaciones en la producción de estos marcadores.

Además, en un modelo de inducción de la apoptosis de los condrocitos, la incubación de las células con ambas formulaciones de AH se vinculó con una reducción de este efecto en forma dependiente de la dosis. La disminución de la tasas de apoptosis se estimó en 36% para la exposición a 200 µg/ml de la fórmula de AH de 6 000 kilodaltons y en 40% para una misma dosis del preparado de 500 a 730 kilodaltons.

Discusión

Los investigadores aseguran que el peso molecular del AH desempeña un papel relevante en términos de los efectos biológicos de este producto sobre el cartílago articular de los seres humanos. Este fármaco se utiliza para el tratamiento de la artrosis, pero se han descrito diferencias en su actividad en función del peso molecular de los preparados comerciales disponibles. En este modelo, se comprobó que las formulaciones evaluadas no se asociaron con cambios basales en la síntesis de óxido nítrico o prostaglandina E2, así como en la tasa de apoptosis de los condrocitos. No obstante, las propiedades biológicas de los preparados eran diferentes; mientras que sólo el AH de peso molecular entre 500 y 730 kilodaltons se relacionó con la reducción de la síntesis de prostaglandina E2 y óxido nítrico provocada por IL-1, ambas formulaciones comerciales redujeron la tasa de apoptosis inducida en forma experimental.

Estos resultados son congruentes con estudios previos de evaluación de preparados de AH de distinto peso molecular en modelos con animales. Sin embargo, la heterogeneidad de los ensayos clínicos comparativos entre distintas variantes comerciales de AH representa un factor limitante para obtener conclusiones.

El mecanismo exacto por el cual el AH constituye una terapia eficaz en los pacientes con artrosis no ha sido definido con certeza. En algunos ensayos se ha descrito un efecto directo del hilano (AH de 6 000 kilodaltons) sobre la liberación de mediadores y la tasa de activación de los nociceptores. En otros protocolos se informó que el AH con un peso molecular de 500 a 730 kilodaltons se asoció con índices más bajos de apoptosis inducida por mediadores inflamatorios. En el presente ensayo, se comprobaron, además, efectos de estos productos sobre la síntesis de óxido nítrico y prostaglandina E2; algunas de estas acciones biológicas podrían atribuirse a la interacción del AH sobre receptores específicos como CD44, CD54 o RMMH.

Conclusiones

El AH representa no sólo una sustancia con efectos viscoelásticos, sino que parece inducir efectos biológicos relevantes. No obstante, las propiedades farmacológicas varían en función del peso molecular en modelos in vitro. Se requiere de más estudios para confirmar la posible extrapolación de estos hallazgos al contexto clínico.

Especialidad: Bibliografía - Traumatología