Los condroblastos o células pericondriales son las células progenitoras mesenquimales in situ que, a partir de la osificación endocondral , formarán condrocitos en la matriz cartilaginosa en crecimiento . Otro nombre para ellas es progenitoras corticoesponjosas subcondrales. [1] Tienen núcleos eucromáticos y se tiñen con colorantes básicos.
Estas células son extremadamente importantes en la condrogénesis debido a su papel en la formación de los condrocitos y la matriz del cartílago que finalmente 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, que consiste en proteoglicanos y fibras de colágeno , hasta que se encuentran en las lagunas de la matriz . Una vez que se incrustan en la matriz del cartílago, hacen crecer la matriz del cartílago al generar más matriz extracelular de cartílago en lugar de dividirse más. [ cita requerida ]
En los adultos y 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 la GH , la TH y los glicosaminoglicanos . [2] Se encuentran en el pericondrio porque este, ubicado en el exterior del hueso en desarrollo, no está tan densamente envuelto en la matriz extracelular del cartílago como el interior y porque aquí se encuentran los capilares . El tipo de crecimiento mantenido por los condroblastos se denomina crecimiento óseo aposicional y aumenta el nacimiento del tejido afectado. Es importante señalar que el pericondrio, y por lo tanto los condroblastos, no se encuentran en las superficies del cartílago articular de las articulaciones . [ cita requerida ]
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 el 10-20% del volumen, el agua el 65-80% y los agregados de proteoglicanos y ácido hialurónico componen la porción restante. Debido a la naturaleza proliferativa de los condroblastos, las células componen una porción más grande de la composición que la que se encuentra normalmente dentro del cartílago terminado. [3]
Las fibras de colágeno tipo II son las encargadas de dar resistencia a la tensión a la futura matriz del cartílago . La estructura de estas fibras, como la de 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 hinchamiento responsable de proteger la matriz de la carga de compresión. Se adhieren a hasta 100 moléculas de sulfato de condroitina y hasta 50 cadenas de glicoaminoglicano de queratán sulfato . Estas cadenas juntas están unidas a una estructura de ácido hialurónico que, junto con las fibrillas de colágeno, crea un espacio intersticial intrafibrilar en el que el agua se mantiene dentro gracias a la carga negativa de los proteoglicanos. [4]
Como sugiere el nombre, las células progenitoras mesenquimales se originan a partir del 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 la secuencia HMG , que marca las células progenitoras para la diferenciación condrógena. La inactivación del gen Sox9 provocará la pérdida de todo el cartílago y, por lo tanto, 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 impulsará al cartílago a formar hueso. [ cita requerida ]
Es importante señalar aquí que estos genes no son los únicos factores que determinan si se formarán o no los condroblastos. La inactivación o activación general de estos genes no convierte a 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 una célula progenitora mesenquimal en particular. [ cita requerida ]
Wnt14 está controlado por Col2a1 y se pone a través de la vía Wnt mediada por β-Catenina . Los niveles más altos de Wnt14 impidieron la diferenciación de los condrocitos, mientras que los niveles más bajos parecieron permitirla. Si la vía Wnt/β-Catenina se regula 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 finalmente ingresar al núcleo celular para unirse a los factores de transcripción LEF/TCF que conducen tanto a la destrucción de cualquier β-Catenina fosforilada restante como a la diferenciación de células progenitoras mesenquimales en osteoblastos . [6]
Las pruebas de esta vía han indicado que la 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 progresará 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 los condroblastos. Un estudio de 2003 que utilizó ratones transgénicos con un receptor de ácido retinoico débil y constitutivamente activo descubrió que los retinoides mantienen las células dentro de las condensaciones en un estado celular mesenquimal precondrogénico que impide la diferenciación celular. [8] También se ha sugerido que la inhibición de la señalización retinoide mediada por el receptor induce la expresión de Sox9 , que se considera un "interruptor maestro" para la diferenciación de los condroblastos. [8]
La diferenciación de los condroblastos se ve favorecida en un entorno con una fuerza de compresión elevada y una presión parcial de oxígeno baja, 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 lo tanto, no se adaptaría bien a un entorno con alto contenido de oxígeno. [1]
Los condroblastos parecen migrar al cartílago cuando los condrocitos son destruidos por una fuerza mecánica. Los condrocitos restantes se dividen para formar más condroblastos. El HMGB-1, un factor de crecimiento que promueve la división de los condrocitos, mientras que los receptores para 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 cartilaginoso perdido. [ cita requerida ]
Sin embargo, la regeneración es todavía demasiado lenta para que la atención al paciente dependa eficazmente de este mecanismo de reparación. Parte de esta incapacidad para regenerarse rápidamente de una lesión resulta de la naturaleza relativamente avascular del cartílago en comparación con otros tejidos conectivos del cuerpo humano . [ cita requerida ]
En ocasiones 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, suelen encontrarse 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 vertebral. Entre el 30 y el 50 % de estos sarcomas tienen un osteoblastoma acompañante que es igualmente benigno. [9]
El condrosarcoma es un tipo de tumor más maligno , pero la mayoría son tumores de bajo grado y suelen aparecer en la región esquelética axial . Constituye el 20% de los tumores del sistema esquelético en los Estados Unidos . [10]