La activación del receptor APJ elimina las mitocondrias dañadas para detener la pérdida ósea impulsada por la inflamación

Las condiciones inflamatorias, incluidas la artritis reumatoide, la diabetes y la enfermedad inflamatoria intestinal, alteran el microentorno inmunitario óseo, desencadenando la sobreactivación de osteoclastos y la pérdida ósea progresiva. Los tratamientos antiinflamatorios actuales, como los glucocorticoides, paradójicamente empeoran la pérdida ósea, lo que deja una necesidad terapéutica no satisfecha de gran importancia. Este estudio investigó si el receptor Apelin (APJ), un receptor acoplado a proteína G con funciones conocidas en la inflamación cardiovascular y neurológica, podría regular el eje inmunitario-óseo en la pérdida ósea inflamatoria sistémica.

Mediante un modelo murino de pérdida ósea inflamatoria sistémica inducida por LPS, los autores dividieron ratones C57BL/6 en grupos sham, LPS y LPS + Apelin-13. Se administró Apelin-13 (el isoforma del ligando APJ con mayor bioactividad) a 100 µg/kg por vía intraperitoneal durante siete días. El análisis por micro-CT demostró que el tratamiento con Apelin-13 preservó significativamente los parámetros óseos trabeculares. La tinción TRAP y el análisis histológico confirmaron una reducción en el número de osteoclastos. De manera relevante, los marcadores de polarización M1 de macrófagos (iNOS, CD86) se suprimieron en los animales tratados, según medición por citometría de flujo e inmunohistoquímica.

El trabajo mecanístico in vitro empleó macrófagos derivados de médula ósea (BMDMs) estimulados con LPS, con la actividad de APJ modulada mediante tratamiento con Apelin-13 o silenciamiento de APJ mediado por siRNA. La secuenciación de RNA de alto rendimiento de estas células identificó la autofagia mitocondrial y la vía de señalización del receptor NOD-like como las principales rutas reguladas a nivel distal de APJ, junto con las cascadas de transducción de señales AMPK y MAPK. Experimentos posteriores confirmaron que la activación de APJ reguló positivamente el eje de mitofagia AMPK/BNIP3/PINK1/PARKIN. La microscopía electrónica de transmisión reveló un aumento de estructuras autofágicas y una morfología mitocondrial mejorada. Los ensayos con JC-1 y MitoTracker mostraron restauración del potencial de membrana mitocondrial, mientras que la citometría de flujo con DHE y DCF-DA demostró una reducción marcada de ROS intracelular.

Al eliminar las mitocondrias disfuncionales y reducir la acumulación de ROS, la activación de APJ suprimió el ensamblaje del inflamasoma NLRP3 (con niveles reducidos de NLRP3, ASC e IL-1β), bloqueando así la polarización M1 de macrófagos. A su vez, el entorno de citocinas inflamatorias que impulsa la osteoclastogénesis se redujo, y la diferenciación de osteoclastos inducida por RANKL se vio significativamente deteriorada. El silenciamiento de APJ mediante siRNA revirtió estos efectos protectores, confirmando la necesidad del receptor en la vía.

Estos hallazgos establecen una cadena mecanística que va desde la activación de APJ → fosforilación de AMPK → regulación positiva de BNIP3 → mitofagia dependiente de PINK1/PARKIN → eliminación de ROS → supresión de NLRP3 → reducción de la polarización M1 → disminución de la osteoclastogénesis → protección ósea. El estudio sugiere el agonismo de APJ como una estrategia terapéutica novedosa que podría abordar simultáneamente la inflamación y la pérdida ósea, evitando los efectos secundarios esqueléticos de los glucocorticoides.