Afectación de la hipertrofia condrocítica del cartílago de crecimiento en un modelo experimental de uremia. Efecto de la hormona de crecimiento

Resumen

El retraso del crecimiento sigue siendo una complicación importante en los pacientes pediátricos con enfermedad renal crónica (ERC) ya que solo el 30% de los adultos con ERC de inicio en la infancia alcanza una altura final normal. La ERC modifica la morfología y función de la placa de crecimiento (GP) de los huesos largos al alterar el proceso de maduración de los condrocitos. El objetivo general de esta tesis fue contribuir a esclarecer el mecanismo de retraso del crecimiento secundario a la ERC, así como el efecto que la hormona de crecimiento (GH) ejerce sobre la placa de crecimiento para revertir este retraso. Además, los objetivos específicos: (1) desarrollar un nuevo procedimiento que permitiera el uso de la microscopía confocal para investigar el proceso de hipertrofia de condrocitos; (2) estudiar el mecanismo de retraso del crecimiento en la enfermedad renal crónica experimental; (3) analizar la expresión de marcadores de hipertrofia, (4) conocer el efecto de la administración de GH en las fases mencionadas y (5) analizar la formación y función de la placa de hueso epifisaria. En una primera fase del estudio, desarrollamos una nueva técnica basada en la microscopía confocal que permitió la discriminación objetiva de distintos grupos de poblaciones de condrocitos en la placa de crecimiento. Al aplicar esta metodología a ratas en crecimiento normal, clasificamos los condrocitos en siete clústeres diferentes, con cuatro subfases en la zona prehipertrófica y tres en la zona hipertrófica. Para obtener nuevos conocimientos sobre el proceso de diferenciación de condrocitos en la ERC y, por tanto, cumplir con los objetivos restantes, se aplicó la metodología a un modelo de rata con hipocrecimiento inducido por ERC. Se analizaron los condrocitos en ratas jóvenes con retraso del crecimiento con ERC inducida por adenina (AD), con restricción de alimentación, pareada con el grupo AD (PF) y ratas con ERC tratadas con hormona del crecimiento (ADGH). Los resultados obtenidos mostraron que: (1) El volumen celular que los condrocitos alcanzaron al final de la hipertrofia se redujo en el grupo AD, pero el tratamiento con GH pudo normalizarlo; (2) La uremia produjo en los condrocitos una alteración del patrón de variación en la densidad del citoplasma celular que implica un retraso en el comienzo del proceso de hipertrofia; (3) La uremia produjo una disminución de la expresión de las proteínas Igf1 y Aqp1; (4) El tratamiento con hormona de crecimiento fue eficaz para revertir la alteración de la maduración de los condrocitos en la ERC mediante la restitución del comienzo normal del proceso de hipertrofia; (5) El efecto de la GH está parcialmente mediado por su acción sobre la expresión del cotransportador de membrana Nkcc1, que juega un papel importante en el incremento de volumen de los condrocitos durante la hipertrofia. Además, para estudiar la formación de la placa ósea epifisaria, realizamos un análisis del curso temporal de las tibias de ratas en diferentes etapas de crecimiento y encontramos que la formación de la placa ósea epifisaria se produce de una manera que puede considerarse como una osificación intramembranosa. En conclusión, el nuevo método desarrollado en esta tesis ha permitido obtener información adicional a las mediciones comunes de condrocitos y ha mejorado la comprensión de la secuencia de eventos que tienen lugar durante el proceso de diferenciación de estas células. Al aplicar por primera vez este enfoque tridimensional para estudiar las anomalías en la maduración de los condrocitos urémicos, hemos visto que los condrocitos urémicos experimentan una entrada retardada en la hipertrofia, impidiendo que alcancen un tamaño normal al final del proceso de diferenciación. El tratamiento con GH compensó esto al desencadenar un agrandamiento temprano de los condrocitos mediante un mecanismo no totalmente establecido, pero en el que el cotransportador de membrana Nkcc1 podría tener un papel importante.