Condroblastos , o células pericondriales , es el nombre que reciben las células progenitoras mesenquimales in situ que, a partir de la osificación endocondral , formarán condrocitos en la matriz del cartílago en crecimiento . Otro nombre para ellos es progenitores corticoesponjosos subcondrales. [1] Tienen núcleos eucromáticos y se tiñen con tintes básicos.
Estas células son extremadamente importantes en la condrogénesis debido a su papel en la formación tanto de los condrocitos como de la matriz del cartílago que eventualmente formará el cartílago. El uso del término es técnicamente inexacto ya que los progenitores mesenquimales también pueden diferenciarse técnicamente en osteoblastos o grasa . Los condroblastos se denominan condrocitos cuando se incrustan en la matriz del cartílago, formada por proteoglicanos y fibras de colágeno , hasta quedar en las lagunas de la matriz . Una vez que se incrustan en la matriz del cartílago, hacen crecer la matriz del cartílago haciendo crecer más matriz extracelular de cartílago en lugar de dividirse más. [ cita necesaria ]
En los adultos y en los adultos en desarrollo, la mayoría de los condroblastos se encuentran en el pericondrio. Esta es una capa delgada de tejido conectivo que protege el cartílago y es donde los condroblastos ayudan a expandir el tamaño del cartílago cuando lo solicitan hormonas como GH , TH y glicosaminoglicanos . [2] Están ubicados en el pericondrio porque el pericondrio, ubicado en el exterior del hueso en desarrollo, no está tan envuelto en la matriz extracelular del cartílago como el interior y porque aquí se encuentran los capilares . El tipo de crecimiento que mantienen los condroblastos se llama crecimiento óseo aposicional y aumenta el nacimiento del tejido afectado. Es importante señalar que el pericondrio y, por tanto, los condroblastos, no se encuentran en las superficies del cartílago articular de las articulaciones . [ cita necesaria ]
La matriz extracelular secretada por los condroblastos está compuesta de fibras , colágeno , ácido hialurónico , proteoglicanos , glicoproteínas , agua y una gran cantidad de macromoléculas . Dentro del cartílago terminado, las fibras de colágeno componen del 10 al 20% del volumen, el agua del 65 al 80% y el proteoglicano-ácido hialurónico agrega la porción restante. Debido a la naturaleza proliferativa de los condroblastos, las células constituyen una porción mayor de la composición que la que normalmente se encuentra dentro del cartílago completo. [3]
Las fibras de colágeno tipo II son responsables de darle a la futura matriz del cartílago su resistencia a la tracción . La estructura de estas fibras, como la mayoría de las fibras de colágeno, forma una estructura de triple hélice. [3]
Los proteoglicanos resisten la compresión que generalmente se ejerce sobre el cartílago y generan la presión de hinchazón responsable de la tensión que protege la matriz de la carga de compresión. Se unen a hasta 100 moléculas de sulfato de condroitina y a hasta 50 cadenas de glicoaminoglicanos de queratán sulfato . Estas cadenas juntas están unidas a una columna vertebral de ácido hialurónico que, junto con las fibrillas de colágeno, crean un espacio intrafibrilar intersticial en el que la carga negativa de los proteoglicanos retiene el agua. [4]
Como sugiere el nombre, los progenitores mesenquimales se originan en el mesodermo . Estas células , cuando se forman a partir del mesodermo, se forman específicamente a partir de células madre embrionarias mediante inducción a través de BMP4 y el factor de crecimiento de fibroblastos FGF2 mientras el feto está dentro del útero. Se ha sugerido que la diferenciación de células madre embrionarias con estos factores de crecimiento podría evitar que las células madre, una vez inyectadas en pacientes potenciales , formen teratomas o tumores causados por células madre . [5]
Un componente genético importante de este proceso es Sox9, un factor de transcripción de caja HMG , que marca las células progenitoras para la diferenciación condrogénica. La inactivación del gen Sox9 dará como resultado la pérdida de todo el cartílago y, por tanto, de la formación de condroblastos. Este factor también se expresa junto con Sox5 y Sox6. [1]
Runx2 es otro componente genético importante de la formación de condroblastos. Se ha descubierto que la expresión de este gen dará como resultado la supresión de la diferenciación de los condroblastos. La expresión de este gen también provocará que el cartílago ya formado experimente una osificación endocondral , lo que provocará que el cartílago forme hueso. [ cita necesaria ]
Es importante señalar aquí que estos genes no son los únicos factores que determinan si se formarán condroblastos. La inactivación o activación general de estos genes no convierte todas las células afectadas en un tipo u otro. Los factores ambientales extrínsecos actúan en sentido ascendente para determinar qué tipo de célula se formará a partir de cualquier célula progenitora mesenquimatosa en particular. [ cita necesaria ]
"Wnt14 está controlado por Col2a1 y pasa por la vía Wnt mediada por β-catenina ". Los niveles más altos de Wnt14 impidieron la diferenciación de condrocitos, mientras que los niveles más bajos parecieron permitirla. Si la vía Wnt/β-Catenina está regulada positivamente, se estimula la osificación endocondral, lo que promueve la osificación del cartílago formado. Esta vía es una vía Wnt canónica debido a la β-catenina que se acumula una vez que se inicia la señalización de Wnt14. Después de que se inicia Wnt14, se suprime la fosforilación de la β-catenina que normalmente marcaría la proteína para su destrucción, lo que le permite acumularse y eventualmente ingresar al núcleo celular para unirse a los factores de transcripción LEF/TCF, lo que conduce a la destrucción de cualquier β-catenina fosforilada restante, así como la diferenciación de células progenitoras mesenquimales en osteoblastos . [6]
Las pruebas de esta vía han indicado que Wnt/β-Catenina aumenta los niveles de β-Catenina antes de la activación de los factores de transcripción Runx2 y Osx, lo que parece sugerir que los niveles tempranos de β-Catenina pueden ser un signo de si una célula progenitora mesenquimal temprana progresar a un condrocito o a un osteoblasto. [7]
El ácido retinoico, parte de una familia de moléculas llamadas retinoides , necesita ser reprimido para que se formen condroblastos. Un estudio de 2003 que utilizó ratones transgénicos con un receptor de ácido retinoico débil y constitutivamente activo encontró que los retinoides mantienen las células dentro de las condensaciones en un estado celular mesenquimatoso precondrogénico que previene la diferenciación celular. [8] También se ha sugerido que la inhibición de la señalización de retinoides mediada por receptores induce la expresión de Sox9 , que se considera un "interruptor maestro" para la diferenciación de condroblastos. [8]
La diferenciación de los condroblastos se ve favorecida en un entorno con una alta fuerza de compresión y una baja presión parcial de oxígeno que se combinan para inhibir la proteína 3, una proteína que inhibe la diferenciación del cartílago. Estas preferencias son importantes ya que el tejido cartilaginoso maduro es avascular y, por tanto, no sería adecuado para un entorno con alto contenido de oxígeno. [1]
Los condroblastos parecen migrar al cartílago cada vez que los condrocitos se destruyen mediante fuerza mecánica. Los condrocitos restantes se dividen para formar más condroblastos. HMGB-1, un factor de crecimiento que promueve la división de condrocitos, mientras que los receptores de productos de glicación avanzada (RAGE) median la quimiotaxis para limpiar los restos celulares resultantes del daño. Luego, los condroblastos secretan matriz de cartílago a su alrededor para reformar el tejido de cartílago perdido. [ cita necesaria ]
Sin embargo, la regeneración es todavía demasiado lenta para que la atención del paciente dependa eficazmente de este mecanismo de reparación. Parte de esta incapacidad para regenerarse rápidamente a partir de una lesión se debe a la naturaleza relativamente avascular del cartílago en comparación con otros tejidos conectivos del cuerpo humano . [ cita necesaria ]
A veces se pueden formar condroblastomas , que son tumores benignos que se forman en los sitios de osificación endocondral debido a la sobreestimulación de los condroblastos. Cuando se forman, generalmente se encuentran en la tibia superior o inferior , así como en la parte superior del húmero, donde la actividad de los condroblastos es más evidente. En raras ocasiones, se pueden encontrar en los pies, las manos, los huesos planos o la columna. Entre el 30 y el 50% de estos sarcomas van acompañados de un osteoblastoma que es igualmente benigno. [9]
El condrosarcoma es un tipo de tumor más maligno , pero la mayoría son tumores de bajo grado y a menudo aparecen en la región esquelética axial . Constituye el 20% de los tumores del sistema esquelético en los Estados Unidos . [10]