Activación de la vía osteogénica Wnt/4-catenina mediada por sales de estroncio en células de estirpe osteoblástica

Abstract

[ES] La osteoporosis es una enfermedad sistémica del esqueleto caracterizada por una alteración del remodelado óseo que conlleva la pérdida de masa ósea y la mayor susceptibilidad a fracturas. Es una enfermedad particularmente frecuente en mujeres post-menopáusicas, entre otras razones, por la disminución de los niveles de estrógenos. Existen dos tipos de tratamientos: convencionales (anti-resortivos) y anabólicos, entre estos últimos destacando el ranelato de estroncio por su acción dual de activación de la formación ósea e inhibición de la resorción ósea. Sin embargo, hay información insuficiente sobre los mecanismos de acción por los que actúa el estroncio para activar la osteogénesis en células óseas. Este trabajo tiene como objetivo central explorar la implicación del sistema Wnt/ -catenina como modulador de la osteoformación tras su activación por diferentes sales de estroncio. El objetivo global es establecer mediante técnicas experimentales celulares y moleculares la participación de la ruta Wnt/ -catenina en la osteogénesis, con el fin de determinar nuevas dianas terapéuticas en osteoporosis. Para ello se emplea una línea celular de pre-osteoblastos murinos (MC3T3-E1) que se somete a tratamientos con diferentes sales de estroncio (cloruro, hidróxido y ranelato), así como cloruro de calcio y medio osteogénico como control. Para cada uno de los tratamientos, se llevan a cabo ensayos de proliferación celular, determinación de marcadores de diferenciación osteoblástica y ensayos de mineralización a diferentes tiempos y concentraciones. Se determinan también los niveles de -catenina nuclear y citosólica mediante Western Blot e inmunofluorescencia y se evalúa la expresión génica de una serie de componentes de la cascada. Se determinan también los niveles de estroncio citosólico por espectrometría de masas al someter a las células a los diferentes tratamientos.

[EN] Osteoporosis is a systemic skeletal disease characterized by an alteration of bone remodelling that leads to loss of bone mass and increased susceptibility to fractures. Osteoporosis is particularly prevalent in postmenopausal women, among other reasons, because of the decreasing estrogen levels. There are two types of treatments: conventional (anti-resorptive) and anabolic ones, highlighting among the latter the strontium ranelate for its dual action of activation of bone formation and inhibition of bone resorption. However, there is insufficient information about the strontium¿s mechanism of action that leads to activation of osteogenesis in bone cells. The aim of this study is to explore the role of the Wnt/ -catenin signalling as an osteogenic modulator after activation by different strontium salts. The overall objective is to develop molecular and cellular experimental techniques which establish the participation of Wnt/ - catenin pathway in osteogenesis, in order to identify new therapeutic targets in osteoporosis. This is accomplished by a mouse cell line of pre-osteoblasts (MC3T3-E1) which is subjected to treatments with different strontium salts (chloride, hydroxide and ranelate) and calcium chloride and osteogenic medium used as control. For each treatment, we carried out cell proliferation assays, determination of osteoblastic differentiation markers and mineralization assays at different times and concentrations. We also determined the levels of nuclear an cytosolic -catenin using Western blotting and inmunofluorescence and evaluated the gene expression of several components of the pathway. Finally, the cytosolic levels of strontium were determined by mass spectrometry after subjecting the cells to the different treatments.