2023, Número 4
Uso de microvibración e inhibidores de la catepsina K en tratamientos de regeneración ósea dental.
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Idioma: Español
Referencias bibliográficas: 18
Paginas: 220-227
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RESUMEN
Introducción: el hueso está en remodelación constante para mantener la estructura del esqueleto, tener un ciclo de resorción por los osteoclastos y formación de hueso nuevo a cargo de los osteoblastos; el hueso también es susceptible a enfermedades sistémicas, traumas, edad y trastornos genéticos que afectarán el remodelado óseo, produciendo una pérdida masiva de masa ósea regulado por hormonas, citocinas, enzimas, etcétera. El objetivo es realizar una revisión sistemática de artículos que muestren cambio o alteración al utilizar tratamientos con microvibraciones y farmacológicos sobre la catepsina K en el hueso alveolar. Material y métodos: para realizar una comparación entre la efectividad del tratamiento a base de microvibraciones y con inhibidores de la catepsina K, se realizó una revisión sistemática en nueve bases de datos (Wiley Online Library, PubMed, Google Academic, Scopus, ScienceDirect, SciELO, Medline, EBSCO y Springer Link). La población de estudio fueron ratas y ratones. Resultados: en este estudio se incluyeron 20 artículos cuya investigación se realizó en estudios clínicos. En los resultados podemos observar cómo todos los tratamientos de alguna forma mejoran el proceso de remodelado óseo. Es difícil comparar cuál de los tratamientos dentro de cada grupo es mejor que otro, debido a que los resultados expresados son cualitativos. Conclusión: acorde a los resultados expresados se opta por realizar un tratamiento con microvibraciones debido a que el uso de inhibidores de la catepsina K aún no se encuentra completamente desarrollado y no se comprenden sus consecuencias debido a su manera sistémica de actuar.INTRODUCCIóN
En el sistema estomatognático encontramos el hueso alveolar, que forma parte del periodonto, es decir, el conjunto de estructuras que rodean y dan soporte al diente, conformado por la encía, el ligamento periodontal, el cemento y el hueso alveolar1 con las apófisis alveolares, denominadas también procesos y bordes alveolares, que forman parte de los huesos maxilares superior e inferior.2,3
El hueso se remodela en distintas fases para mantener la estructura del esqueleto, tener un ciclo de resorción y formación de hueso, como respuesta a señales nutricionales, mecánicas4 y hormonales para mantener la firmeza del hueso y prevenir su daño (Figura 1).1
El término de tratamientos con microvibraciones óseas fue introducido a la odontología con el objeto de acelerar el movimiento dentario y terminar en menor tiempo el tratamiento ortodóncico.5
En el proceso de remodelado óseo participan células, proteínas, citocinas y enzimas. En los últimos años se le ha prestado atención a la catepsina K, una enzima secretada por el osteoclasto; su función principal es la resorción para la remodelación de la matriz orgánica, cuya función se centra en la destrucción de las proteínas de la matriz ósea, como los colágenos tipo I y II.6 El proceso de osteoclastogénesis se aprecia en la Figura 2.
La estimulación por microvibración de la catepsina ha sido poco estudiada, pero se sabe que un aumento de la catepsina K puede acelerar el proceso de osteoclastogénesis y, por el contrario, se ha descubierto que una inhibición o disminución de la catepsina K aumenta la dimensión mineral ósea (DMO), pero trae consecuencias adversas en los sistemas respiratorio, cardiovascular y neurológicos en experimentos realizados en ratas.
MATERIAL Y MéTODOS
Se realizó una revisión sistemática siguiendo los criterios PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic reviews and Meta-Analyses) de 2020;7 el protocolo de búsqueda se centró en la pregunta de investigación realizada acorde a la metodología PICO (Patient, problem or Population, Intervention, Comparison, Outcomes).8
Para la formulación de la pregunta se usa la metodología PICO para formular las preguntas y facilitar la búsqueda bibliográfica para identificar los recursos apropiados y buscar la evidencia más relevante para la práctica o EBP (evidence-based practice) (Tabla 1).
Para la búsqueda se tomaron en cuenta los siguientes criterios de inclusión:
- 1. Estudios de 2011-2022.
- 2. Estudios en los que se haya realizado algún tratamiento con estimulación vibratoria y farmacológica y éste presentara un efecto en la catepsina K.
- 3. Estudios incluidos deben estar en idioma inglés o español.
- 4. Investigaciones realizadas en ratas o ratones.
En cuanto a los criterios de exclusión se tomaron en cuenta todos los artículos que no estudiaran el hueso o la catepsina K, estudios realizados en humanos u otra especie de animal.
No se requirió la aprobación de la junta de revisión institucional para este estudio, ya que no se utilizaron pacientes.
La búsqueda se realizó en nueve bases de datos (Wiley Online Library, PubMed, Google Academic, Scopus, ScienceDirect, SciELO, Medline, EBSCO y Springer Link); la estrategia de búsqueda se muestra en la Figura 3.
Un autor independiente extrajo los datos en formularios predefinidos, realizado en Excel 2016, donde se recolectaron los datos de autor principal, tipo de estudio realizado, revista y año de publicación, base de datos donde fue encontrado el artículo y país de publicación.
La evaluación de la calidad metodológica de los artículos se realizó con la escala de Jadad,9 también conocida como sistema de puntuación de la calidad de Oxford. Fue descrita en 1996 por Alex Jadad. Consiste en una puntuación del 0 al 5, donde 0 es muy deficiente y 5 muy riguroso.9 Para la puntuación de esta escala se tomarán los valores superiores a 3 como de calidad alta, con puntuación de 3 como moderados y menores a tres de calidad baja.
Para la evaluación del sesgo de los artículos se utilizaron los criterios de Cochrane,10 para la realización de las gráficas se usó la herramienta ROBVIS (Risk-Of-Bias VISualization) para la visualización del riesgo de sesgo.11
Al buscar resultados cualitativos, sólo se realizó un análisis de frecuencias y promedios, los análisis se realizaron utilizando el software estadístico IBM SPSS Statistics 26 con intervalos de confianza (IC) de 95%.
RESULTADOS
Búsqueda de estudios y características de los estudios. La búsqueda bibliográfica acorde a los criterios PRISMA, 2020,7 arrojó 165 artículos, de los cuales seis cumplieron los criterios de selección acordados para el análisis final.
Se encontraron 165 artículos iniciales, en la primera revisión se encontraron 34 artículos duplicados. Se procedió a leer el título y abstract para verificar el acceso a todos los artículos y que éstos se encontraran completos. Al leer el abstract eliminamos 125 artículos, ya que eran realizados en otras especies animales o no eran referentes a la catepsina K, entre otras razones explicadas en la Figura 4, correspondiente a la metodología PRISMA, en la presente revisión encontramos seis artículos.
Resultados de la evaluación de la calidad metodológica y riesgo a sesgo de los artículos. Al realizar la evaluación de los artículos con la escala de Jadad,9 los artículos se encuentran en una evaluación de media a alta acorde a la suma de puntos que expresaron, promedio de 4.25 en la escala de Jadad.
Hay mayor sesgo en los resultados expresados por los autores, debido a la ausencia de datos o unidades de medida, el sesgo es bajo en el proceso de selección. Lo anterior se puede observar en la Tabla 2 correspondiente ROB2.
Características de la población de estudio. Los estudios se dividieron en 50% con microvibraciones y 50% de estudios realizados con inhibidores de la catepsina K.
Se realizaron subcategorías para poder conseguir una correcta evaluación, dividiendo los estudios en in vitro e in vivo.
En cuanto a la especie animal, la más utilizada fue Wistar, representando 75%.
Respecto a la edad de las especies utilizadas, se observó que los estudios in vitro trabajaron con especies neonatales, mientras que para estudios in vivo los autores trabajaron con especies mayores a las seis semanas de edad.
Resultados esperados (outcomes). Para comenzar el análisis de resultados de la revisión sistemática, agrupamos los artículos de acuerdo con el tratamiento que utilizaron y la descripción que dan los autores.
Una vez conociendo la metodología utilizada por los autores, se procedió a buscar qué pasaba con la DMO, la catepsina K y los osteoclastos, también dividiendo los artículos en tratamiento con microvibraciones y con inhibidores de la catepsina K.
En la Tabla 3 se muestra qué pasó con la DMO, la catepsina K y los osteoclastos en los tratamientos con microvibraciones. Cabe destacar que en los estudios in vitro los autores no realizaron medición de la DMO, ya que, como hemos estudiado antes, se requiere una imagen radiográfica para realizar esta medición.
En la Tabla 4 se muestran los resultados obtenidos por los autores que realizaron tratamiento con inhibidores de la catepsina K. Cabe destacar que todos lograron disminuir la catepsina K, por lo que los únicos resultados relevantes son qué sucedió con los osteoclastos y la dimensión mineral ósea, misma que no muestra resultados en los estudios in vitro.
DISCUSIóN
En la presente revisión sistemática se realiza una comparación entre el tratamiento a base de estimulaciones mecánicas que de algún modo producen microvibraciones en el tejido óseo, contra el tratamiento de inhibición de catepsina K, una enzima encargada de la destrucción de la matriz orgánica.
Suzuki N,12 utilizando NC-2300, un inhibidor de la catepsina K, en un modelo experimental de periodontitis apical en ratas, mostró que el tamaño de la lesión periapical en el grupo NC-2300 fue significativamente más pequeño en comparación con el grupo de control evaluado por análisis de micro-CT. Lo anterior debido a que NC-2300 baja la síntesis de óxido nítrico de macrófagos estimulados con lipopolisacáridos, lo que sugiere que la catepsina K puede estar involucrada en la síntesis de mediadores proinflamatorios de macrófagos activados.
Yoshioka Y13 utilizó odanacatib como inhibidor selectivo de la catepsina K en ratas hembra con ovariectomía, Yoshioka muestra resultados en los que se disminuyó la actividad de los osteoclastos, pero la dimensión mineral ósea no aumentó; en su investigación, el grupo tratado con odanacatib mostró una reducción significativa en la cristalinidad y un aumento en el carbonato de tipo B, la cristalinidad disminuye si aumenta el carbonato de tipo B. El tratamiento con odanacatib creó un entorno inadecuado para la formación de apatita.
Araújo AA14 obtuvo una disminución de la actividad de los osteoclastos, aumento de la DMO e inhibición de la catepsina K; utilizando azilsartán a tres dosis distintas de 1, 5 y 10 g, obteniendo mejores resultados al utilizar dosis de 5 g, mejorando más la dimensión mineral ósea en este estudio; la mieloperoxidasa e IL-1B se redujeron igual que la catepsina K. El incremento de la actividad de la mieloperoxidasa se ha reportado en enfermedades infecciosas e inflamatorias.
Yamaguchi M15 mediante láser de diodo aumentó los niveles de catepsina K y osteoclastos, facilitando el movimiento dental, pero provocando una resorción ósea acelerada. La irradiación con láser estimula las expresiones de RANK/RANKL (de 1.3 a 1.5 veces) y M-CSF/c-Fms (de 1.2 a 1.7 veces) en comparación con la de los no irradiados. La irradiación láser de baja energía facilita la velocidad del movimiento dental y debido a un aumento de MMP-9, catepsina K y de la integrina, esto debido al aumento de la diferenciación osteoclástica. Se sugiere que al obtener una resorción ósea aumentada por efecto de homeostasis habrá una mayor actividad osteoblástica.
García-López S16 y colegas realizaron un estudio sobre vibración de alta frecuencia y baja magnitud o LMHFV (Low Magnitude High Frequency Vibration). El autor manifiesta que los niveles de osteoclastos se mantienen igual, pero la catepsina K se eleva. García-López sugiere que la microvibración mejora la calidad del tejido óseo. El autor mostró que la LMHFV puede incrementar la regulación de IL-4 e IL-13, encargadas de la homeostasis ósea de los osteoclastos; al aumentar estas interleucinas también aumentó la expresión de osteoprotegerina (OPG) en los osteoblastos, decodificador natural de RANKL. La OPG es la encargada de la apoptosis de los osteoclastos. Aunque la catepsina K se incrementó en los osteoclastos estimulados por la microvibración, el número de osteoclastos fue menor en el grupo experimental que en el grupo de control, la catepsina K, además de cumplir su función degradando la matriz orgánica activa TRAP, que incrementa su actividad en la degradación del colágeno de la matriz orgánica.
Higashi Y17 realizó microvibraciones a través de ultrasonido, obteniendo una vibración de manera vertical y oscilante; en sus resultados, a diferencia de los distintos autores, muestra un aumento de osteoclastos y de catepsina K, sugiriendo que, debido a lo anterior, se da una remodelación ósea acelerada. El tratamiento con ultrasonido inhibe la cascada de proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK [mitogen-activated protein kinase, por sus siglas en inglés]) por su vía extracelular ERK. Posteriormente se activará NFATC1 (nuclear factor of activated T-cells cytoplasmic), un factor de transcripción importante en la diferenciación de osteoblastos y la osteoclastogénesis.18
CONCLUSIONES
Las microvibraciones son una estrategia no farmacológica segura, que ha demostrado favorecer la regeneración ósea, aumentando la DMO.
En cuanto al tratamiento con microvibraciones, que es menos invasivo, ha mostrado resultados positivos en tratamientos de ortodoncia.
Al momento, estos tratamientos requieren más estudios para poder implementarse en humanos y en todas las áreas de la odontología. La investigación y desarrollo de estos fármacos será de gran apoyo en las ciencias odontológicas.
Estudios preliminares con fármacos inhibidores de catepsina K, en modelos preclínicos, han mostrado resultados prometedores.
REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)
Lindhe J, Lang NP (dir.). Periodontología clínica e implantología odontológica. 6a ed. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana; 2017. 2 vol. Disponible en: https://www.medicapanamericana.com/VisorEbookV2/Ebook/9789500695275#{%22Pagina%22:%22TA PA%22,%22Vista%22:%22Indice%22,%22Busqueda%22:%22%22}
Yamaguchi M, Hayashi M, Fujita S, Yoshida T, Utsunomiya T, Yamamoto H et al. Low-energy laser irradiation facilitates the velocity of tooth movement and the expressions of matrix metalloproteinase-9, cathepsin K, and alpha(v) beta(3) integrin in rats. Eur J Orthod. 2010; 32 (2): 131-139. doi: 10.1093/ejo/cjp078.
AFILIACIONES
1 Estudiante de Maestría en Ciencias Odontológicas. Universidad Autónoma Metropolitana. Ciudad de México.
2 Docente de Maestría en Ciencias Odontológicas. Universidad Autónoma Metropolitana. Ciudad de México.
3 Coordinadora de la Maestría en Ciencias Odontológicas. Universidad Autónoma Metropolitana. Ciudad de México.
4 Maestría en Ciencias Odontológicas. Profesor honorario del Departamento de Ortodoncia, Hospital General "Dr. Manuel Gea González", UNAM. Universidad Autónoma Metropolitana. Ciudad de México.
Conflicto de intereses: los autores declaran no presentar conflicto de intereses.
Aspectos éticos: la aprobación del comité de ética no fue necesaria debido a que es una revisión.
Financiamiento: programa de postgrados de alta calidad del CONACYT.
CORRESPONDENCIA
Yomira Salgado Martínez. E-mail: yomismtz@hotmail.comRecibido: 13 de diciembre de 2022. Aceptado: 28 de abril de 2023.