Las bacterias en el intestino, conocidas como microbioma intestinal, podrían ser las culpables de la artritis y el dolor articular que afecta a las personas obesas, según un nuevo estudio publicado en JCI Insight (Eric M. Schott et al. Targeting the gut microbiome to treat the osteoarthritis of obesity. JCI Insight, 2018; 3 (8) DOI: 10.1172/jci.insight.95997).
La osteoartritis (OA), es una enfermedad degenerativa que afecta principalmente a las articulaciones diartrodiales (Martel-Pelletier J, et al. Osteoartritis. Primers Nat Rev Dis . 2016; 2: 1607), con una prevalencia mundial de enfermedades estimada recientemente en más de 250 millones (Murray CJ y col. Desempeño de la salud del Reino Unido: hallazgos del Estudio de Carga Global de Enfermedad 2010. Lancet . 2013; 381 (9871): 997–1020). La obesidad, un factor de riesgo clave para el desarrollo de OA, se ha convertido en una epidemia mundial debido a la disminución de la actividad física y al consumo de la dieta occidental típica (Zimmet P, Alberti KG, Shaw J. Implicaciones sociales y globales de la epidemia de diabetes. Nature . 2001; 414 (6865): 782–787; Ogden CL, Carroll MD, Curtin LR, Lamb MM, Flegal KM. Prevalencia del índice de masa corporal alto en niños y adolescentes de EE. UU., 2007-2008. JAMA . 2010; 303 (3): 242–249). La obesidad está relacionada con una mayor morbilidad y mortalidad. Al mismo tiempo, la epidemia de obesidad genera una mayor incidencia de OA en las articulaciones que soportan peso y las que no soportan peso (Centros para la Prevención del Control de Enfermedades (CDC). La artritis como una barrera potencial para la actividad física entre adultos con diabetes – Estados Unidos, 2005 y 2007. MMWR Morb Mortal Wkly Rep . 2008; 57 (18): 486–489;Dunbar MJ, Howard A, Bogoch ER, Parvizi J, Kreder HJ. Ortopedia en 2020: predictores de necesidad musculoesquelética. J Bone Joint Surg Am . 2009; 91 (9): 2276–2286), con el 66% de todos los adultos diagnosticados con OA con sobrepeso, obesidad u obesidad / diabetes tipo 2 (Shih M, Hootman JM, Kruger J, Helmick CG. Actividad física en hombres y mujeres con artritis National Health Interview Survey, 2002. Am J Prev Med . 2006; 30 (5): 385–393). Si bien en general se ha sostenido que la sobrecarga articular es una causa central de OA acelerada en la obesidad, los hallazgos clínicos y en animales sugieren que la asociación está más probablemente relacionada con aumentos relacionados con la obesidad en la inflamación sistémica y local.
En este orden de ideas, los investigadores del Centro Médico de la Universidad de Rochester proporcionan la primera evidencia de que las bacterias en el intestino, gobernadas por la dieta, podrían ser la fuerza impulsora clave detrás de la osteoartritis. Para abordar esta hipótesis, los autores del estudio, utilizaron un modelo de ratón de obesidad inducida por una dieta alta en grasas en el contexto de la artrosis de rodilla inducida por traumatismo para examinar el impacto de la obesidad y la oligofructosa en el microbioma intestinal, el transcriptoma del colon, las citocinas circulantes y la infiltración de macrófagos articulares. e inflamación, y degeneración de OA de punto final.
El equipo URMC, dirigido por Michael Zuscik, Ph.D., profesor asociado de Ortopedia en el Centro de Investigación Musculoesquelética (CMSR), Robert Mooney, Ph.D., profesor de Patología y Medicina de Laboratorio, y Steven Gill, Ph.D., profesor asociado de Microbiología e Inmunología, alimentaron a los ratones con una dieta alta en grasas similar a una dieta occidental de «hamburguesa con queso y batido«.
Solo 12 semanas de dieta alta en grasas hicieron que los ratones se volvieran obesos y diabéticos, casi duplicando su porcentaje de grasa corporal en comparación con los ratones alimentados con una dieta saludable baja en grasas. Sus dos puntos estaban dominados por bacterias proinflamatorias y carecían casi por completo de ciertas bacterias probióticas beneficiosas, como el aditivo común de yogur Bifidobateria.
Los científicos descubrieron que los ratones obesos tenían más bacterias dañinas en el intestino en comparación con los ratones delgados, lo que causaba inflamación en todo el cuerpo y provocaba un deterioro de las articulaciones muy rápido. Si bien un suplemento prebiótico común no ayudó a los ratones a perder peso, revirtió por completo otros síntomas, haciendo que las tripas y las articulaciones de los ratones obesos fueran indistinguibles de los ratones delgados. Con estos cambios en los microbiomas intestinales de los ratones que coincidieron con signos de inflamación en todo el cuerpo, incluso en las rodillas, los investigadores, entonces indujeron osteoartritis con un desgarro meniscal, una lesión atlética común que se sabe que causa osteoartritis. En comparación con los ratones delgados, la osteoartritis progresó mucho más rápidamente en los ratones obesos, y casi todo su cartílago desapareció dentro de las 12 semanas posteriores al desgarro.
«El cartílago es tanto un cojín como un lubricante, que apoya los movimientos articulares sin fricción«, dijo Zuscik. «Cuando pierdes eso, es hueso contra hueso, roca contra roca. Es el final de la línea y tienes que reemplazar toda la articulación. Prevenir que eso suceda es lo que nosotros, como investigadores de osteoartritis, nos esforzamos por hacer: mantener eso cartílago.»
Sorprendentemente, los efectos de la obesidad sobre las bacterias intestinales, la inflamación y la osteoartritis se evitaron por completo cuando los investigadores estudiaron otro aspecto del problema: la dieta alta en grasas de los ratones obesos se complementó con un prebiótico común, llamado oligofructosa. El cartílago de la rodilla de los ratones obesos que consumieron el suplemento de oligofructosa era indistinguible del de los ratones delgados.
Se conoce que los prebióticos, como la oligofructosa, no pueden ser digeridos por roedores o humanos, pero son bienvenidos para ciertos tipos de bacterias intestinales beneficiosas, como las bifidobacterias. Las colonias de esas bacterias se devoraron y crecieron, apoderándose de las entrañas de los ratones obesos y desplazando a los malos actores, como las bacterias proinflamatorias. Esto, a su vez, disminuyó la inflamación sistémica y ralentizó la degradación del cartílago en las rodillas osteoartríticas de los ratones.}
El suplemento dietético ocasionó cambios en los ratones pero no en su peso corporal. Efectivamente, los ratones obesos que recibieron oligofructosa permanecieron obesos, soportando la misma carga en sus articulaciones, pero sus articulaciones eran más saludables. Solo reducir la inflamación fue suficiente para proteger el cartílago articular de la degeneración, lo que respalda la idea de que la inflamación, no las fuerzas biomecánicas, impulsa la osteoartritis y la degeneración articular.
Los resultados proporcionan la primera evidencia directa de nuestro conocimiento de una conexión entre el intestino y la articulación en el proceso degenerativo de la OA, y sugieren que la suplementación con oligofructosa, a través de su impacto en el microbioma intestinal, protege contra la OA de la obesidad inducida por trauma. Por tanto, la manipulación del microbioma intestinal puede representar una estrategia terapéutica viable modificadora de la enfermedad para la forma más común de OA, la OA de la obesidad. Aunque existen paralelismos entre los microbiomas humanos y de ratón, las bacterias que protegen a los ratones de la osteoartritis relacionada con la obesidad pueden diferir de las bacterias que podrían ayudar a los humanos.
«No existen tratamientos que puedan retrasar la progresión de la osteoartritis, y definitivamente nada la revierte«, dijo el primer autor Eric Schott, Ph.D., becario postdoctoral en el CMSR y futuro científico de investigación clínica en Solarea Bio, Inc. «Pero este estudio prepara el escenario para desarrollar terapias que se dirijan al microbioma y realmente traten la enfermedad«.