Más de 200 millones de personas en el mundo padecen osteoporosis, una grave debilitación de los huesos que puede causar fracturas frecuentes. Las mujeres están particularmente en riesgo de desarrollar esta afección tras la menopausia debido a la disminución de los niveles de estrógeno, una hormona sexual que normalmente promueve la formación ósea. Los niveles de estrógeno también son bajos durante la lactancia, sin embargo, la osteoporosis y las fracturas óseas son mucho más raras en este periodo, lo que sugiere que algo distinto al estrógeno promueve el crecimiento óseo.
Ahora, un nuevo estudio realizado por investigadores de UC San Francisco y UC Davis descubrió la razón por la que los huesos de las mujeres permanecen relativamente robustos durante la lactancia, a pesar de que el calcio es extraído de los huesos para la producción de leche. Estos científicos demostraron en ratones que una hormona que denominaron Hormona Cerebral Materna (CCN3) incrementa la densidad y la fuerza óseas y podría contribuir al tratamiento de la osteoporosis y las fracturas de huesos en la población general. Los resultados se han publicado en Nature.
“Uno de los aspectos más notables de estos hallazgos es que si no hubiéramos estudiado ratones hembra, lo cual desafortunadamente es la norma en la investigación biomédica, podríamos haber pasado por alto este descubrimiento”, comentó Holly Ingraham, autora principal del nuevo estudio y profesora de farmacología molecular y celular en UCSF y agregó: “Esto subraya la importancia de estudiar tanto animales machos como hembras a lo largo de su vida para obtener una comprensión completa de la biología”.
La hormona que fortalece los huesos solo se produce durante la lactancia
El laboratorio de Ingraham descubrió previamente que, en ratones hembra, pero no en machos, bloquear un receptor de estrógeno particular en ciertas neuronas de una pequeña área del cerebro llevaba a grandes aumentos en la masa ósea. Sospechaban que una hormona en la sangre era responsable de que los huesos se fortaleciesen, pero en ese momento no pudieron encontrarla y la búsqueda se prolongó durante la pandemia por COVID-19.
En el nuevo estudio, Ingraham y sus colaboradores llevaron a cabo una búsqueda exhaustiva de esta hormona constructora de huesos y finalmente identificaron a CCN3 como el factor responsable en hembras mutantes. Inicialmente, el equipo se sorprendió con este resultado, ya que CCN3 no encajaba en el perfil típico de una hormona secretada por neuronas. Un parche de hidrogel aplicado en el sitio de una fractura ósea para liberar lentamente la hormona CCN3 estimuló la formación de nuevo tejido óseo favoreciendo su curación.
Sus dudas desaparecieron cuando encontraron CCN3 en la misma región del cerebro en ratones hembra lactantes. Sin la producción de CCN3 en estas neuronas selectas, las hembras lactantes perdían rápidamente hueso y sus crías comenzaban a perder peso, confirmando la importancia de la hormona en el mantenimiento de la salud ósea durante la lactancia. Basándose en este descubrimiento, ahora se refieren a CCN3 como Hormona Cerebral Materna (MBH).
Generar nuevas células óseas y curar fracturas
Cuando se implementaron estrategias para aumentar la circulación de CCN3 en ratones jóvenes adultos y mayores, tanto hembras como machos, su masa y fuerza ósea aumentaron significativamente en el transcurso de semanas. En algunas hembras que carecían de estrógeno o eran muy viejas, CCN3 consiguió incrementar la masa ósea más del doble.
Cuando el colaborador científico de Ingraham, Thomas Ambrosi, profesor asistente de cirugía ortopédica en UC Davis, probó estos huesos, se sorprendió por su fuerza. “En algunas situaciones, los huesos altamente mineralizados no son mejores; pueden ser más débiles y romperse más fácilmente”, explicó. “Pero cuando probamos estos huesos, resultaron ser mucho más fuertes de lo habitual”. Ambrosi examinó de cerca las células madre dentro de los huesos responsables de generar nuevo tejido óseo y encontró que cuando estas células fueron expuestas a CCN3, eran mucho más propensas a generar nuevas células óseas.
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Para probar la capacidad de la hormona para ayudar en la curación ósea, los investigadores crearon un parche de hidrogel que podría aplicarse directamente en el sitio de una fractura ósea, donde liberaría lentamente CCN3 durante dos semanas. En ratones ancianos, las fracturas óseas generalmente no sanan bien. Sin embargo, el parche de CCN3 estimuló la formación de nuevo tejido óseo en el sitio de la fractura, contribuyendo a una curación juvenil de la misma.
Conclusiones de los especialistas
“Nunca hemos podido lograr este tipo de mineralización y resultado de curación con ninguna otra estrategia”, dijo Ambrosi. “Estamos realmente emocionados de seguir adelante y potencialmente aplicar CCN3 en el contexto de otros problemas, como la regeneración del cartílago”. Los investigadores planean llevar a cabo futuros estudios sobre los mecanismos moleculares de CCN3, sus niveles en mujeres lactantes, así como el potencial de la hormona para tratar una variedad de condiciones óseas.
“La pérdida ósea no solo ocurre en mujeres posmenopáusicas, sino también en sobrevivientes de cáncer de mama que toman ciertos bloqueadores hormonales; en atletas jóvenes de élite altamente entrenadas; y en hombres mayores cuya tasa de supervivencia relativa es peor que la de las mujeres después de una fractura de cadera”, dijo Ingraham. “Sería increíblemente emocionante si CCN3 pudiera aumentar la masa ósea en todos estos escenarios”, concluye.
