Progresión y etiología de la porosidad cortical en la enfermedad ósea diabética (PREPT2D)

El objetivo general de este estudio propuesto es investigar los procesos biológicos subyacentes que impulsan el aumento de la porosidad cortical en el contexto de la diabetes tipo 2 y comprender la evolución longitudinal de la enfermedad ósea diabética humana con un enfoque especial en la porosidad cortical. Los investigadores proponen el primer estudio longitudinal de la progresión de los poros en pacientes con diabetes tipo 2, que se llevará a cabo utilizando un nuevo enfoque combinado de tomografía computarizada cuantitativa periférica de alta resolución (HR-pQCT) y resonancia magnética mejorada con contraste (CE MR). Los investigadores utilizarán nuevos enfoques de análisis de imágenes para caracterizar el contenido de poros y la distribución espacial de la porosidad dentro de la corteza, y el análisis de elementos microfinitos (μFE) para cuantificar el impacto biomecánico de la porosidad.

Los déficits de calidad ósea que subyacen al aumento de la fragilidad en la diabetes tipo 2 no se conocen por completo. A nivel de tejido, la investigación que evalúa los déficits en las propiedades del material y la resistencia a la fractura está en curso. A nivel estructural, el aumento de la porosidad cortical es un déficit claramente establecido en la calidad ósea en la DT2. La porosidad es un determinante importante de la resistencia, la rigidez y la resistencia a la fractura del tejido cortical y, por lo tanto, representa un objetivo importante para la prevención o reversión de la fragilidad esquelética asociada con la diabetes tipo 2.

Se desconocen los mecanismos que impulsan el aumento de la porosidad cortical en la diabetes tipo 2. Para desarrollar tratamientos dirigidos específicamente a la prevención o reversión de la porosidad patológica, los investigadores deben comprender los impulsores biológicos de la porosidad. Hoy en día estos impulsores biológicos son desconocidos. Dentro de la corteza compacta, la formación de grandes poros corticales se ha atribuido a la agrupación de osteonas y la fusión de los canales de Havers. En el borde endocortical, se supone que la "trabecularización" o la expansión del espacio medular impulsan los aumentos observados en la porosidad cortical. Múltiples mecanismos de expansión del espacio poroso probablemente estén en juego en la enfermedad ósea diabética.

El aumento de la adiposidad de la médula y el compromiso de la salud microvascular son aspectos reconocidos de la diabetes mellitus tipo 2 y pueden estar implicados en el desarrollo de la porosidad patológica. Los estudios que investigan modelos de roedores y humanos han establecido la asociación del aumento de la grasa medular con la DT2. (El IMC solo, por el contrario, no ha demostrado tener una asociación con la grasa de la médula). El aumento de grasa en la médula, a su vez, se asocia con una densidad mineral ósea (DMO) baja y una microestructura trabecular deficiente. Los investigadores también han documentado que el aumento de grasa en la médula se asocia con fracturas vertebrales, independientemente de la DMO. El concepto histórico de la grasa de la médula ósea como un mero relleno pasivo ha sido reemplazado por una apreciación de este depósito de grasa como jugador dinámico en la calidad ósea. Hasta la fecha, este vínculo se ha estudiado principalmente en términos de microestructura del hueso trabecular; los investigadores proponen que también podría tener un papel en la microestructura del hueso cortical. Las complicaciones microvasculares de la diabetes tipo 2 se encuentran entre las manifestaciones más graves de la enfermedad. En la enfermedad avanzada, la neovascularización a través del proceso de angiogénesis conduce a la progresión de la retinopatía y la nefropatía. Trabajos recientes han sugerido que la patología microvascular también afecta la calidad del hueso trabecular en la diabetes. En el hueso cortical, donde la mayor parte de la porosidad contiene vasos sanguíneos, la neovascularización requiere la eliminación de tejido óseo. Por lo tanto, los investigadores plantean la hipótesis de que la patología microvascular puede estar influyendo en los cambios microestructurales corticales en la DT2.

El contenido del espacio poroso patológico puede indicar impulsores de la expansión del espacio poroso y conducir a estrategias para predecir y prevenir fracturas relacionadas con la porosidad. La caracterización del contenido de poros puede indicar agrandamiento del espacio poroso por expansión de la cavidad medular, expansión de la red vascular o ambos. Si los investigadores descubren que la distribución o composición alterada de la médula está asociada con una mayor porosidad en la diabetes tipo 2, esto sugiere que la expansión de la cavidad de la médula puede estar contribuyendo a la porosidad patológica. En este caso, los investigadores dirigirían los esfuerzos futuros hacia el tema emergente de las interacciones grasa-hueso, específicamente: 1) el equilibrio entre la diferenciación de osteoblastos y adipocitos que ocurre a partir de un precursor multipotente común; y 2) la acción de las adipoquinas sobre la remodelación ósea. Si los investigadores determinan que la distribución alterada de los vasos o la salud microvascular se asocia con una mayor porosidad en la DT2, esto sugiere que la red vascular puede estar contribuyendo a la porosidad patológica. En este caso, los investigadores dirigirían la investigación futura hacia la interacción entre el sistema vascular y la remodelación del hueso cortical. Se sabe que el sistema vascular influye en la remodelación ósea a través de sustancias vasoactivas liberadas por las células endoteliales. En el contexto del desuso, por ejemplo, la pérdida ósea se asocia con una mayor vascularización e hiperemia, lograda por la liberación de sustancias vasoactivas por parte de las células endoteliales. A medida que los investigadores observen estos posibles mecanismos de aumento de la porosidad cortical, se aclararán las estrategias de tratamiento adecuadas. Específicamente, el aumento de la porosidad relacionada con el metabolismo de las grasas podría indicar intervenciones enfocadas en dirigir la diferenciación de células madre mesenquimales hacia la osteoblastogénesis o regular la acción de las adipocinas en la remodelación ósea. Alternativamente, el aumento de la porosidad debido al daño microvascular podría indicar la modulación de los vasorreguladores o la terapia antiangiogénica como se usa para combatir la neovascularización y la erosión ósea en la artritis reumatoide.