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tejido adiposo de la médula ósea

El tejido adiposo de la médula ósea ( BMAT ), también conocido como tejido adiposo medular ( MAT ), es un tipo de tejido adiposo (depósito de grasa) que se encuentra dentro de l...

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El tejido adiposo de la médula ósea ( BMAT ), también conocido como tejido adiposo medular ( MAT ), es un tipo de tejido adiposo (depósito de grasa) que se encuentra dentro de la médula ósea . El BMAT aumenta en condiciones asociadas con baja densidad ósea , como la osteoporosis , [ 1 ] [ 2 ] la anorexia nerviosa y la restricción calórica , [ 3 ] [ 4 ] y la ingravidez esquelética como la que ocurre durante los vuelos espaciales . [ 5 ] [ 6 ] También se ha relacionado con ciertas terapias antidiabéticas . [ 7 ]

Por el contrario, la BMAT disminuye en afecciones como la anemia, la leucemia y la insuficiencia cardíaca hipertensiva; en respuesta a hormonas como el estrógeno, la leptina y la hormona del crecimiento ; con la pérdida de peso inducida por el ejercicio o la cirugía bariátrica ; tras la exposición crónica al frío; y después del tratamiento con agentes farmacológicos como los bisfosfonatos, la teriparatida y la metformina . [ 8 ]

Anatomía

Los adipocitos de la médula ósea (BMAds) [ 9 ] se originan a partir de progenitores de células madre mesenquimales (MSC) que también dan lugar a osteoblastos , entre otros tipos de células. [ 10 ] Por lo tanto, se cree que el BMAT resulta de la diferenciación preferencial de MSC en el linaje de adipocitos , en lugar de osteoblastos, en el contexto de la osteoporosis. [ 11 ] Dado que el BMAT aumenta en el contexto de la obesidad [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] y se suprime con el ejercicio de resistencia, [ 15 ] [ 12 ] [ 16 ] [ 17 ] o vibración , [ 18 ] es probable que la fisiología del BMAT, en el contexto de entrada mecánica/ejercicio, se aproxime a la del tejido adiposo blanco (WAT).

Fisiología

Regulación del ejercicio

El primer estudio que demostró la regulación del BMAT por el ejercicio en roedores se publicó en 2014; [ 12 ] Ahora, la regulación del BMAT por el ejercicio se ha confirmado en un ser humano, [ 19 ] añadiendo importancia clínica. Varios estudios demostraron la reducción del BMAT por el ejercicio que ocurre junto con un aumento en la cantidad de hueso. [ 17 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 20 ] Dado que el ejercicio aumenta la cantidad de hueso, reduce el BMAT y aumenta la expresión de marcadores de oxidación de ácidos grasos en el hueso, se cree que el BMAT está proporcionando el combustible necesario para la formación ósea o anabolismo inducido por el ejercicio . [ 16 ] Una excepción notable ocurre en el contexto de la restricción calórica: la supresión del BMAT por el ejercicio no produce un aumento en la formación ósea e incluso parece causar pérdida ósea. [ 4 ] [ 21 ] [ 20 ] De hecho, la disponibilidad de energía parece ser un factor en la capacidad del ejercicio para regular el BMAT. [ 4 ] Otra excepción se da en la lipodistrofia , una condición con reservas de tejido adiposo totales reducidas : el anabolismo inducido por el ejercicio es posible, incluso con reservas mínimas de BMAT. [ 22 ]

Relación con otros tipos de grasa

Se ha informado que el BMAT posee cualidades tanto de grasa blanca como de grasa parda . [ 23 ] Sin embargo, estudios funcionales y ómicos más recientes han demostrado que el BMAT es un depósito adiposo único que es molecular y funcionalmente distinto del WAT o BAT. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] La grasa blanca subcutánea contiene exceso de energía, lo que indica una clara ventaja evolutiva durante épocas de escasez. El WAT también es la fuente de adipocinas y marcadores inflamatorios que tienen efectos tanto positivos (p. ej., adiponectina ) [ 28 ] como negativos [ 29 ] sobre los resultados metabólicos y cardiovasculares. La grasa abdominal visceral (VAT) es un tipo distinto de WAT que está "proporcionalmente asociado con una morbilidad metabólica y cardiovascular negativa", [ 30 ] regenera cortisol, [ 31 ] y recientemente se ha relacionado con una disminución de la formación ósea [ 32 ] [ 33 ] Ambos tipos de WAT difieren sustancialmente del tejido adiposo marrón (BAT) como por un grupo de proteínas que ayudan al papel termogénico del BAT . [ 34 ] BMAT, por su "ubicación específica en la médula y su origen de adipocitos de al menos MSC de médula LepR + se separa del almacenamiento de grasa no ósea por una mayor expresión de factores de transcripción ósea", [ 35 ] y probablemente indica un fenotipo de grasa diferente. [ 36 ] Recientemente, se observó que BMAT "produce una mayor proporción de adiponectina , una adipocina asociada con un metabolismo mejorado, que WAT ", [ 37 ] lo que sugiere una función endocrina para este depósito, similar, pero diferente, a la de WAT .

Impacto en la salud ósea

BMAT aumenta en estados de fragilidad ósea. Se cree que BMAT resulta de la diferenciación preferencial de MSC en un linaje de adipocitos, en lugar de osteoblastos en la osteoporosis [ 11 ] [ 20 ] basándose en la relación inversa entre hueso y BMAT en estados osteoporóticos de fragilidad ósea. Se observa un aumento en BMAT en estudios clínicos de osteoporosis medidos por espectroscopia de RM . [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] La terapia con estrógenos en la osteoporosis posmenopáusica reduce BMAT. [ 41 ] Las terapias antirresortivas como risedronato o zoledronato también disminuyen BMAT mientras aumentan la densidad ósea, lo que apoya una relación inversa entre cantidad de hueso y BMAT. Durante el envejecimiento, la cantidad de hueso disminuye [ 42 ] [ 43 ] y la grasa se redistribuye del tejido subcutáneo a sitios ectópicos como la médula ósea , el músculo y el hígado. [ 44 ] El envejecimiento se asocia con un sesgo osteogénico menor y un sesgo adipogénico mayor de MSC. [ 45 ] Este sesgo relacionado con el envejecimiento de las MSC alejándose del linaje osteoblástico puede representar una mayor expresión basal de PPARγ [ 46 ] o una disminución de Wnt10b. [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] Por lo tanto, se cree que la fragilidad ósea, la osteoporosis y las fracturas osteoporóticas están vinculadas a mecanismos que promueven la acumulación de BMAT.

Mantenimiento de las células madre hematopoyéticas

Los BMAds secretan factores que promueven la renovación de las HSC en la mayoría de los huesos. [ 50 ]

Las células hematopoyéticas (también conocidas como células sanguíneas) residen en la médula ósea junto con los donantes de médula ósea (BMads). Estas células hematopoyéticas derivan de células madre hematopoyéticas (CMH), que dan origen a diversas células: células sanguíneas, del sistema inmunitario y osteoclastos (células que degradan el hueso ). La renovación de las CMH se produce en el nicho de células madre de la médula ósea , un microambiente que contiene células y factores secretados que promueven la renovación y diferenciación adecuadas de las CMH. El estudio del nicho de células madre es relevante para el campo de la oncología , ya que permite mejorar el tratamiento de diversos cánceres hematológicos . Dado que estos cánceres suelen tratarse con trasplante de médula ósea , existe interés en optimizar la renovación de las CMH.

Medición

Para comprender la fisiología de la BMAT, se han aplicado diversos métodos analíticos. Los BMAd son difíciles de aislar y cuantificar debido a que se encuentran intercalados con elementos óseos y hematopoyéticos . Hasta hace poco, las mediciones cualitativas de la BMAT se basaban en la histología ósea , [ 51 ] [ 52 ] que está sujeta a sesgos de selección del sitio y no puede cuantificar adecuadamente el volumen de grasa en la médula. Sin embargo, las técnicas histológicas y la fijación permiten visualizar la BMAT, cuantificar el tamaño de los BMAd y analizar su asociación con el endostio circundante , el microambiente celular y los factores secretados. [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]

Los avances recientes en la identificación de marcadores intracelulares y de superficie celular y los análisis de células individuales han llevado a una mayor resolución y cuantificación ex vivo de alto rendimiento . La cuantificación por citometría de flujo se puede utilizar para purificar adipocitos de la fracción vascular estromal de la mayoría de los depósitos de grasa. [ 56 ] Las primeras investigaciones con dicha maquinaria citaron que los adipocitos eran demasiado grandes y frágiles para la purificación basada en citometría, lo que los hacía susceptibles a la lisis; sin embargo, se han hecho avances recientes para mitigar esto; [ 57 ] no obstante, esta metodología sigue planteando desafíos técnicos [ 58 ] y es inaccesible para gran parte de la comunidad de investigación.

Para mejorar la cuantificación de BMAT, se han desarrollado nuevas técnicas de imagen como medio para visualizar y cuantificar BMAT. Aunque la espectroscopia de resonancia magnética de protones (1H-MRS) se ha utilizado con éxito para cuantificar BMAT vertebral en humanos, [ 59 ] es difícil emplearla en animales de laboratorio. [ 60 ] La resonancia magnética (RM) proporciona evaluación de BMAT en el esqueleto vertebral [ 61 ] junto con mediciones de densidad de médula ósea basadas en μCT . [ 62 ] Recientemente se ha desarrollado un método volumétrico para identificar, cuantificar y localizar BMAT en hueso de roedores, que requiere tinción de osmio de los huesos e imágenes μCT , [ 63 ] seguido de un análisis de imagen avanzado del volumen de lípidos unidos al osmio (en mm 3 ) en relación con el volumen óseo. [ 12 ] [ 16 ] [ 15 ] Esta técnica proporciona cuantificación y visualización reproducibles de BMAT, lo que permite cuantificar de manera consistente los cambios en BMAT con la dieta, el ejercicio y los agentes que limitan la asignación del linaje precursor. Aunque el método del osmio es cuantitativamente preciso, el osmio es tóxico y no se puede comparar entre experimentos agrupados. Recientemente, los investigadores desarrollaron y validaron [ 16 ] una técnica de escáner de resonancia magnética de 9,4 T que permite la localización y la cuantificación volumétrica (3D) que se puede comparar entre experimentos, como en. [ 4 ]

Varios estudios también han analizado la función del BMAT in vivo utilizando tomografía por emisión de positrones-tomografía computarizada (PET-CT) combinada con el trazador 18F-fluorodesoxiglucosa (FDG). Esto permite cuantificar la captación de glucosa, una medida de la actividad metabólica, en organismos vivos, incluidos los humanos. Dos estudios recientes encontraron que, a diferencia del tejido adiposo marrón, el BMAT no aumenta la captación de glucosa en respuesta a la exposición al frío, lo que demuestra que el BMAT es funcionalmente distinto del BAT. [ 24 ] [ 64 ] Aún queda por determinar el alcance total del impacto del BMAT en la homeostasis metabólica sistémica.

Sociedades científicas

La Sociedad Internacional de Adiposidad de la Médula Ósea (BMAS)

Debido al creciente interés en la BMAT por parte de investigadores y clínicos, en 2018 se fundó la Sociedad Internacional de Adiposidad de la Médula Ósea (BMAS). [ 65 ] El trabajo para construir la sociedad comenzó en Lille, Francia, en 2015, cuando se celebró la primera Reunión Internacional sobre Adiposidad de la Médula Ósea (BMA2015). La reunión fue un gran éxito y dio lugar a una segunda reunión internacional (BMA2016) en agosto de 2016, celebrada en Rotterdam, Países Bajos. Ambas reuniones fueron un éxito, ya que por primera vez reunieron a científicos y médicos de diferentes ámbitos (metabolismo óseo, cáncer, obesidad y diabetes) para compartir ideas y avanzar en la investigación y nuestra comprensión del papel patofisiológico de las BMAds.

Logotipo de la Sociedad Internacional de Adiposidad de la Médula Ósea
Logotipo de la Sociedad Internacional de Adiposidad de la Médula Ósea

Este éxito propició la creación de una red de investigadores que debatieron la formación de una nueva sociedad centrada en la adiposidad de la médula ósea (BMA). Esta red colaboró ​​entre 2016 y 2017 para sentar las bases de dicha sociedad, que posteriormente se debatió en la tercera reunión internacional celebrada en Lausana, Suiza, en 2017 (BMA2017). Los estatutos se firmaron en la cuarta reunión internacional, celebrada de nuevo en Lille en 2018 (BMA2018). Como se explica en la siguiente sección, desde entonces se han celebrado tres reuniones internacionales más: una en Odense, Dinamarca, en 2019 (BMA2019), otra virtual en 2020 (BMA2020) y una tercera en Atenas, Grecia, en 2022 (BMA2022). La primera Escuela de Verano de la BMA se celebró virtualmente en el verano de 2021.

Desde su fundación, los grupos de trabajo de BMAS han publicado tres documentos de posición relacionados con la nomenclatura, [ 9 ] las metodologías [ 66 ] y los biobancos para la investigación de BMA. [ 67 ] Estos grupos de trabajo siguen activos, y otros grupos de trabajo también se centran en cuestiones clínicas y traslacionales, la participación pública y los jóvenes investigadores (Next Generation BMAS).

reuniones de BMAS

  • BMA2015 (Lille, Francia) [ 68 ]
  • BMA2016 (Róterdam, Países Bajos) [ 69 ]
  • BMA2017 (Lausana, Suiza) [ 70 ]
  • BMA2018 (Lille, Francia) [ 71 ]
  • BMA2019 (Odense, Dinamarca)
  • BMA2020 (reunión virtual de la BMA) [ 72 ]
  • Escuela de Verano BMA 2021 (virtual) [ 73 ]
  • BMA2022 (Atenas, Grecia)

Sociedad Estadounidense para la Investigación Ósea y Mineral

La ASBMR ha publicado cientos de presentaciones y artículos sobre BMAT que aparecen en las reuniones anuales de la ASBMR, en The Journal of Bone and Mineral Research ( JBMR ) , JBMRPlus y en el Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism .

Sociedad de Endocrinología

La sociedad de endocrinología cuenta con numerosas presentaciones y artículos sobre la prueba BMAT.

Referencias

 Este artículo incorpora textos de Gabriel M. Pagnotti y Maya Styner, disponibles bajo la licencia CC BY 4.0 .

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Lecturas adicionales

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  • "Otra razón para hacer ejercicio: quemar grasa ósea es clave para una mejor salud ósea" . Science Daily . 18 de mayo de 2017.
  • "¿Por qué nuestros huesos están llenos de grasa? Los secretos del tejido adiposo de la médula ósea" . Sociedad de Endocrinología. Invierno de 2017.