Se estima que el 80 % de las personas en todo el mundo experimentará dolor lumbar durante su vida, a veces debido a una distensión muscular o a una lesión. Pero la gran mayoría de los dolores lumbares, según los investigadores de Johns Hopkins Medicine, surgen en ausencia de lesiones, especialmente en la edad avanzada.
En experimentos con ratones viejos y genéticamente modificados, los investigadores de Johns Hopkins dicen que se han sumado a la evidencia de que la gran mayoría de los dolores lumbares en las personas podría tener su origen en un crecimiento excesivo de nervios sensibles al dolor en el tejido cartilaginoso de la columna vertebral.
Los nuevos experimentos fueron diseñados para investigar si un crecimiento excesivo y doloroso de los nervios sensoriales en las láminas cartilaginosas oclusivas de la columna vertebral podría ser la raíz de estos casos inexplicables.
Los hallazgos, publicados el 10 de diciembre en Nature Communications, podrían eventualmente ayudar a desarrollar nuevos tratamientos que se enfoquen en el crecimiento anormal de los nervios en la columna.
La columna vertebral se puede caracterizar como una serie de articulaciones, cada una compuesta por una vértebra ósea, un disco espinal y una capa de tejidos blandos llamada láminas cartilaginosas oclusivas, que amortiguan los huesos vertebrales para protegerlos del peso del cuerpo.
“Las láminas cartilaginosas oclusivas son el cojín de un asiento que lo hace más cómodo. Pero, al igual que el tejido similar en las articulaciones de la rodilla y la cadera, sucumbe al desgaste con el tiempo”, dice Xu Cao, profesor Lee Riley de Cirugía Ortopédica e investigador del Instituto de Ingeniería Celular de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.
Cao dice que él y su equipo han sospechado por mucho tiempo que los cambios relacionados con la edad en los tejidos que componen la columna vertebral proporcionan un terreno fértil para el crecimiento anormal de los nervios, haciendo que el trabajo normal de soporte de carga de la columna sea doloroso.
Para estudiar esta idea, Cao y su equipo analizaron muestras de las láminas cartilaginosas oclusivas de las vértebras de ratones de más de 20 meses de edad, el equivalente humano de unos 70 a 80 años de edad. Los investigadores encontraron que el tejido blando y cartilaginoso de las columnas vertebrales de los ratones se había endurecido y parecía tejido óseo difuso con una estructura similar al queso suizo.
En estudios previos, el equipo de Cao reportó que una columna vertebral envejecida o inestable induce a las láminas cartilaginosas oclusivas a convertirse en estructuras óseas porosas que proveen espacios para que los nervios penetren la estructura densa del hueso. Un tipo de célula especializada, llamada osteoclasto, crea la estructura ósea porosa donde debería estar el cartílago. Cao pensó que tal vez la señalización de la molécula netrina-1, secretada por los osteoclastos durante este proceso, invitaba al crecimiento anormal de los nervios y al consiguiente dolor de espalda.
“El cartílago no tiene típicamente nervios y vasos sanguíneos. Sin embargo, cuando el cartílago se convierte en una estructura ósea porosa con crecimiento de fibras nerviosas, podría ser la fuente del dolor de espalda”, dice Cao.
Para probar esta idea más a fondo, Cao y sus colegas primero analizaron muestras de tejido de las columnas vertebrales de ratones viejos bajo el microscopio, marcando los osteoclastos y las fibras nerviosas con etiquetas fluorescentes. Encontraron que los osteoclastos y las fibras nerviosas estaban presentes en las mismas áreas de las vértebras, sugiriendo que los osteoclastos podrían estar señalando el crecimiento del nervio de alguna manera, tal vez con la netrina-1.
A continuación, el equipo diseñó un experimento para evitar que los osteoclastos produjeran el crecimiento anormal del hueso del “queso suizo” y que secretasen netrina-1, para ver si el crecimiento de los nervios en el tejido cartilaginoso, y el dolor que lo acompaña, podía detenerse.
Ellos manipularon genéticamente a los ratones para que no tuvieran el gen que codifica la formación de osteoclastos, y realizaron una intervención quirúrgica en los ratones para desestabilizar las articulaciones entre sus vértebras —imitando una inestabilidad similar a la que se observa en las personas con dolor lumbar. Los investigadores encontraron que los ratones que carecían de células osteoclásticas tenían menos nervios sensibles al dolor en las láminas cartilaginosas oclusivas de sus vértebras, que los ratones con el gen.
Cao dice que esos resultados muestran que la estructura porosa de las láminas cartilaginosas oclusivas es una pista importante para entender cómo se desarrolla el dolor lumbar inexplicable. Su equipo planea a continuación llevar a cabo experimentos de laboratorio utilizando compuestos que disminuyen el crecimiento anormal del hueso para probar su potencial para tratar el lumbago.
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