Factores de Crecimiento en la Regeneracion Osea
Juliana Maldonado Medicina X - semestre
Luis Ramon Padilla Universidad Javeriana
FACTORES DE CRECIMIENTO EN LA
REGENERACION OSEA
En esta revisión expondremos la utilidad de los factores de crecimiento como tratamiento coadyuvante a la cirugía en pacientes que presentan fractura de columna vertebral.
Existen varias técnicas quirúrgicas para realizar fijación de la columna vertebral, sin embargo para lograr estabilidad a largo plazo es necesario que se genere una fusión del hueso del área afectada. Esto se logra por medio de la utilización de injertos óseos de los cuales, el injerto autólogo es el mas utilizado y se considera como el material ideal. Sin embargo, su utilización conlleva el riesgo de ciertas complicaciones como dolor e infección del lugar de donde se toma el injerto y su actividad osteogénica es incierta. Debido a esto, actualmente se están desarrollando y estudiando injertos biosintéticos de hueso como alternativa, y se están tratando de dilucidar los mecanismos fisiológicos implicados en la reparación y regeneración ósea. Hasta ahora se cree que estos mecanismos incluyen interacciones complejas entre factores de crecimiento angiogénicos y osteogénicos como proteínas de la matriz extracelular y células madre mesenquimales pluripotenciales.
Es importante saber que hay tres procesos que permiten la regeneración ósea:
1. Osteoinducción: Es la habilidad para estimular la proliferación y diferenciación de celulas madre pluripotenciales. Esta puede ser estimulada por factores de crecimiento que llevan a las celulas progenitoras a desarrollar el fenotipo osteogénico.
2. Osteoconducción: Es la habilidad para estimular la adherencia y la migración de estructuras osteogénicas y vasculares alrededor del injerto. Esto se ve afectado por las características del injerto como lo son su porosidad, tamaño y arquitectura tridimensional.
3. Osteogénesis: Está relacionada con el material del injerto y su potencial osteogenico. Para que esto suceda el injerto debe contener componentes celulares que induzcan directamente la formación osea.
Los factores de crecimiento son polipéptidos, que incrementan la expresión fenotípica de las células sobre las que actúan. Algunos de ellos muestran capacidad mitogénica sobre las células de estirpe osteoblástica y/o osteoclástica y tienen influencia sobre los osteoclastos y los osteoblastos maduros. Pero en general podría decirse que actúan principalmente en la fase de osteoinducción.
La familia del TGF contiene la mayoría de los factores de crecimiento implicados en la reconstrucción osea, como lo son el TGF 1 al TGF 5 y la proteína morfogenica osea. Adicionalmente, existen otros factores de crecimiento como el factor de crecimiento de fibroblastos, factor de crecimiento derivado de plaquetas y factor de crecimiento similar a la insulina.
Actualmente por medio de técnicas biomoleculares se pueden desarrollar factores de crecimiento oseos recombinantes, los cuales se utilizan en pacientes que requieran regeneración osea ya que estos pueden iniciar la cascada de formación osea endocondral.
La proteína morfogenica osea estimula las celulas madre pluripotenciales y da la orden para que se diferencien rápidamente a condroblastos y condorcitos, los cuales migran debajo de la matriz cartilaginosa y se calcifican para formar un nuevo tejido oseo.
Experimentalmente se han realizado varios modelos en animales (ratas, conejos, perros y primates) que han demostrado la utilidad de la proteína morfogenica osea recombinante para inducir artrodesis espinal y para acelerar la cicatrización de defectos femorales.
En humanos ya se ha comenzado a utilizar el factor de crecimiento oseo recombinante, el cual ha mostrado que tiene un potencial ostegenico importante. Sin embargo este potencial osteogenico depende del paciente y de su caso clinico particular.
En la región espinal, se ha visto que al ubicar factor de crecimiento tipo 2 en una superficie rica en colágeno dentro de la fusión intervertebral puede inducir artrodesis espinal en una tasa más alta que cuando se introduce injerto autologo. Sin embargo, en pacientes con fracturas de columna toracolumbar, se ha visto que el factor de crecimiento tipo 7 incrementa la resorción osea rápida lo que resulta en una disminución de la fuerza biomecánica. Esto nos muestra que se requieren mas estudios para deteminar que factores tienen mayor potencial osteoinductivo y si la combinación de diferentes factores mejoraria la calidad de la regeneracion.
• Origen y función de los factores de crecimiento:
IG F-IO somatomedina C: se sintetiza en el hígado, otros tejidos no esqueléticos y osteoblastos. Entre las funciones se encuentran estimular la matriz osteoide, estimular la síntesis de DNA y estimular la replicación de células preosteoblásticas.
PDGF (factor de crecimiento derivado de plaquetas): segregada por plaquetas, monocitos, macrófagos y células endoteliales. Presenta una acción mitogénica sobre los fibroblastos.
Favorece la síntesis y degradación de matriz osteoide, aunque la principal función fisiológica es estimular la replicación celular y formación de nuevos vasos sanguíneos.
VEGF: aumenta la neovascularización, favorece la diferenciación, proliferación y emigración de células endoteliales.
FGF: se conocen dos FGF: ácido y básico, los cuales son muy parecidos entre si. Estos además de favorecer la neovascularización también actúan sobre los fibroblastos y favorecen la síntesis de matrices extracelulares cartilaginosa y ósea.
EGF: tiene acción principalmente sobre las células epiteliales y los fibroblastos. Aunque incrementa la proliferación de osteoblastos, inhibe la síntesis de la matriz osteoide.
TGF: favorece proliferación de osteoblastos, inhibe la reabsorción de matriz osteoide y estimula la reabsorción de tejido esquelético.
El subtipo beta que es sintetizado por las plaquetas, macrófagos, el cual estimula la producción de colágeno y fibronectina.
IL-1/TNF: estimulan el proceso de diferenciación sobre las células en las que actúa, es decir, sobre la diferenciación de los osteoblastos, o por el contrario estimular la formación y actividad de los osteoblastos.
• Bibliografía
1. Gregory, A; Helm, H; Ayan, H; Bone Grafos Substitutes for the promotion of spinal arthrodesis. Departments of neurosurgery and mechanical engineering. University of Virginia. En Neurosurgery Focus 10. Abril 4 de 2001.
2. EUROPEAN SCHOOL OF ORAL REHABILITATION IMPLANTOLOGY AND BIOMATERIALS Junio/05/2003.
3. LAS BASES FARMACOLÓGICAS DE LA TERAPÉUTICA GOODMAN Y GILMAN VOL II.
Luis Ramon Padilla Universidad Javeriana
FACTORES DE CRECIMIENTO EN LA
REGENERACION OSEA
En esta revisión expondremos la utilidad de los factores de crecimiento como tratamiento coadyuvante a la cirugía en pacientes que presentan fractura de columna vertebral.
Existen varias técnicas quirúrgicas para realizar fijación de la columna vertebral, sin embargo para lograr estabilidad a largo plazo es necesario que se genere una fusión del hueso del área afectada. Esto se logra por medio de la utilización de injertos óseos de los cuales, el injerto autólogo es el mas utilizado y se considera como el material ideal. Sin embargo, su utilización conlleva el riesgo de ciertas complicaciones como dolor e infección del lugar de donde se toma el injerto y su actividad osteogénica es incierta. Debido a esto, actualmente se están desarrollando y estudiando injertos biosintéticos de hueso como alternativa, y se están tratando de dilucidar los mecanismos fisiológicos implicados en la reparación y regeneración ósea. Hasta ahora se cree que estos mecanismos incluyen interacciones complejas entre factores de crecimiento angiogénicos y osteogénicos como proteínas de la matriz extracelular y células madre mesenquimales pluripotenciales.
Es importante saber que hay tres procesos que permiten la regeneración ósea:
1. Osteoinducción: Es la habilidad para estimular la proliferación y diferenciación de celulas madre pluripotenciales. Esta puede ser estimulada por factores de crecimiento que llevan a las celulas progenitoras a desarrollar el fenotipo osteogénico.
2. Osteoconducción: Es la habilidad para estimular la adherencia y la migración de estructuras osteogénicas y vasculares alrededor del injerto. Esto se ve afectado por las características del injerto como lo son su porosidad, tamaño y arquitectura tridimensional.
3. Osteogénesis: Está relacionada con el material del injerto y su potencial osteogenico. Para que esto suceda el injerto debe contener componentes celulares que induzcan directamente la formación osea.
Los factores de crecimiento son polipéptidos, que incrementan la expresión fenotípica de las células sobre las que actúan. Algunos de ellos muestran capacidad mitogénica sobre las células de estirpe osteoblástica y/o osteoclástica y tienen influencia sobre los osteoclastos y los osteoblastos maduros. Pero en general podría decirse que actúan principalmente en la fase de osteoinducción.
La familia del TGF contiene la mayoría de los factores de crecimiento implicados en la reconstrucción osea, como lo son el TGF 1 al TGF 5 y la proteína morfogenica osea. Adicionalmente, existen otros factores de crecimiento como el factor de crecimiento de fibroblastos, factor de crecimiento derivado de plaquetas y factor de crecimiento similar a la insulina.
Actualmente por medio de técnicas biomoleculares se pueden desarrollar factores de crecimiento oseos recombinantes, los cuales se utilizan en pacientes que requieran regeneración osea ya que estos pueden iniciar la cascada de formación osea endocondral.
La proteína morfogenica osea estimula las celulas madre pluripotenciales y da la orden para que se diferencien rápidamente a condroblastos y condorcitos, los cuales migran debajo de la matriz cartilaginosa y se calcifican para formar un nuevo tejido oseo.
Experimentalmente se han realizado varios modelos en animales (ratas, conejos, perros y primates) que han demostrado la utilidad de la proteína morfogenica osea recombinante para inducir artrodesis espinal y para acelerar la cicatrización de defectos femorales.
En humanos ya se ha comenzado a utilizar el factor de crecimiento oseo recombinante, el cual ha mostrado que tiene un potencial ostegenico importante. Sin embargo este potencial osteogenico depende del paciente y de su caso clinico particular.
En la región espinal, se ha visto que al ubicar factor de crecimiento tipo 2 en una superficie rica en colágeno dentro de la fusión intervertebral puede inducir artrodesis espinal en una tasa más alta que cuando se introduce injerto autologo. Sin embargo, en pacientes con fracturas de columna toracolumbar, se ha visto que el factor de crecimiento tipo 7 incrementa la resorción osea rápida lo que resulta en una disminución de la fuerza biomecánica. Esto nos muestra que se requieren mas estudios para deteminar que factores tienen mayor potencial osteoinductivo y si la combinación de diferentes factores mejoraria la calidad de la regeneracion.
• Origen y función de los factores de crecimiento:
IG F-IO somatomedina C: se sintetiza en el hígado, otros tejidos no esqueléticos y osteoblastos. Entre las funciones se encuentran estimular la matriz osteoide, estimular la síntesis de DNA y estimular la replicación de células preosteoblásticas.
PDGF (factor de crecimiento derivado de plaquetas): segregada por plaquetas, monocitos, macrófagos y células endoteliales. Presenta una acción mitogénica sobre los fibroblastos.
Favorece la síntesis y degradación de matriz osteoide, aunque la principal función fisiológica es estimular la replicación celular y formación de nuevos vasos sanguíneos.
VEGF: aumenta la neovascularización, favorece la diferenciación, proliferación y emigración de células endoteliales.
FGF: se conocen dos FGF: ácido y básico, los cuales son muy parecidos entre si. Estos además de favorecer la neovascularización también actúan sobre los fibroblastos y favorecen la síntesis de matrices extracelulares cartilaginosa y ósea.
EGF: tiene acción principalmente sobre las células epiteliales y los fibroblastos. Aunque incrementa la proliferación de osteoblastos, inhibe la síntesis de la matriz osteoide.
TGF: favorece proliferación de osteoblastos, inhibe la reabsorción de matriz osteoide y estimula la reabsorción de tejido esquelético.
El subtipo beta que es sintetizado por las plaquetas, macrófagos, el cual estimula la producción de colágeno y fibronectina.
IL-1/TNF: estimulan el proceso de diferenciación sobre las células en las que actúa, es decir, sobre la diferenciación de los osteoblastos, o por el contrario estimular la formación y actividad de los osteoblastos.
• Bibliografía
1. Gregory, A; Helm, H; Ayan, H; Bone Grafos Substitutes for the promotion of spinal arthrodesis. Departments of neurosurgery and mechanical engineering. University of Virginia. En Neurosurgery Focus 10. Abril 4 de 2001.
2. EUROPEAN SCHOOL OF ORAL REHABILITATION IMPLANTOLOGY AND BIOMATERIALS Junio/05/2003.
3. LAS BASES FARMACOLÓGICAS DE LA TERAPÉUTICA GOODMAN Y GILMAN VOL II.
posted by tomatesverdes at 6:39 PM
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