Experimental Data for Synthesized Compounds

En el cartílago articular se diferencian morfológicamente cuatro zonas desde la zona superficial, en contacto con el líquido sinovial, hasta la zona calcificada que se extiende hasta el hueso subcondral. Histológicamente se observa dicha división en función de la profundidad ya que los condrocitos presentan características morfológicas diferentes en cada zona. A continuación se detallan las características de cada zona que aparecen representadas en la Figura 3C.

Zona Superficial. La zona superficial es la capa más fina, en ella se encuentran condrocitos elipsoidales y aplanados, orientados paralelamente a la superficie de la articulación y cubiertos por líquido sinovial. La MEC en esta zona está compuesta mayoritariamente por fibras de colágeno dispuestas paralelamente proporcionando resistencia a fuerzas de tensión. Alteraciones en la zona superficial conllevan cambios en las propiedades mecánicas del cartílago, lo que contribuye al desarrollo de OA. La zona superficial impide el paso de macromoléculas al interior del cartílago, tales como las del sistema inflamatorio presentes en el líquido sinovial.

Zona Intermedia. Presenta una baja densidad celular, donde predominan condrocitos de forma esferoidal embebidos la MEC. Las fibras de colágeno se disponen al azar y aumenta la concentración de PGs.

Zona Profunda. Los condrocitos se disponen perpendicularmente a la superficie y tienen una forma esferoidal. En esta zona se dan las mayores concentraciones de PGs y colágeno y la menor densidad celular en el caso de cartílago de adultos.

Zona calcificada. Se caracteriza por tener un menor número de condrocitos embebidos en una MEC mineralizada y con una baja actividad metabólica. Se ha descrito que estos condrocitos sintetizan colágeno tipo X, el cual aporta integridad estructural y junto con el hueso subcondral participan en los procesos de amortiguación. La zona calcificada está separada de la zona profunda por una línea visible denominada línea de marea (del inglés tidemark). La tidemark tiene especial afinidad por las tinciones básicas, como el azul de toluidina (AT). Esta zona actúa como zona de transición entre el cartílago y el hueso subcondral, donde se pierden las propiedades elásticas y de resistencia que el cartílago aporta14_{. En 1992, Hunzinker et al. demostraron que los condrocitos de la zona} calcificada son metabólicamente activos e incluso especuló sobre alteraciones temporales de su metabolismo después de daños sufridos en el cartílago15_{. Éste y otros} trabajos han dado lugar a nuevos estudios que tratan de entender la comunicación entre el cartílago y el hueso subcondral y su implicación en el desarrollo de patologías tales como la OA16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23_.

Figura 3.Estructura del cartílago articular. (A) Esquema representativo de la estructura del agrecano (CS = condroitín sulfato / KS = queratán sulfato / AH = ácido hialurónico) secretado por un condrocito. En la MEC también se representan las fibras de COL2A (Col II) y colágeno tipo IX (Col IX)). (B) Esquema de la organización de una laguna indicando la localización de la matriz pericelular, territorial e interterritorial alrededor de un condrocito. (C) Esquema de las cuatro zonas en las que se puede dividir el cartílago articular. Imagen adaptada de: Bhosale et al.13_.

La MEC varía su composición no sólo con la profundidad del cartílago articular sino también con la distancia al condrocito (Figura 3B). Así diferenciamos entre matriz pericelular, territorial e interterritorial13_{. La matriz pericelular se dispone alrededor del} condrocito, en contacto con la membrana celular. Los PGs y las proteínas no colágenas son abundantes en esta región, también hay colágeno no fibrilar como el colágeno tipo VI. La matriz territorial envuelve la matriz pericelular de condrocitos individuales o de un grupo de condrocitos dentro de la misma laguna (formación conocida como condrón) y está presente en todo el cartílago24_{. Las fibras de colágeno se disponen} entrecruzadamente rodeando los condrones protegiendolos de impactos mecánicos. La matriz interterritorial es la representa un mayor volumen en la MEC. En ella nos encontramos con las fibras de colágenos de mayor diámetro, orientadas según la zona del cartílago respecto a la profundidad del tejido, en paralelo en la zona superficial y en perpendicular en la zona profunda. A diferencia de la matriz pericelular y territorial, en la matriz intraterritorial hay agregación de PGs, como el agrecano.

Como se ha dicho anteriormente, entre las funciones de la MEC se podrían destacar: (i) proteger a los condrocitos de cargas mecánicas regulando su fenotipo, (ii) permitir el

contacto con diferentes moléculas tales como citoquinas y factores de crecimiento, (iii) participar en la difusión de nutrientes entre condrocitos y (iv) actuar como elemento de transducción de señales entre células localizadas entre lagunas proximales y distantes. La OA es una enfermedad articular crónica y degenerativa; que causa dolor, rigidez y pérdida de función en las articulaciones. Se caracteriza por la degradación del cartílago articular, inflamación de la articulación y alteraciones a nivel del hueso25, 26_{. Aunque la} OA afecta a todos los tejidos que forman la articulación27_{, un aspecto importante es la} destrucción y pérdida del cartílago articular. Se desconoce el mecanismo molecular implicado en la pérdida de la homeostasis y la incapacidad de reparación del cartílago articular en los pacientes con OA, sin embargo se ha descrito que la causa final de daño en el cartílago se debe a la degradación de los componentes que forman la MEC, especialmente colágeno y PGs28 _{debido a un aumento de la expresión de enzimas que} degradan la MEC, tales como diferentes metaloproteasas (MMPs)29_{. El desequilibrio} entre las reacciones de anabolismo y catabolismo; la formación y degradación del tejido, conllevaría a una pérdida de la homeostasis tisular.

Las MMPs representan una extensa familia de proteínas codificadas por 24 genes en humanos y 23 en ratón30_{. Como su nombre indica requieren de iones metálicos, en} concreto, de zinc para poder hidrolizar sus correspondientes sustratos. Entre las MMPs se encuentran diferentes tipos de colagenasas, estromelisisnas y gelatinasas entre otras31,32, 33_{. Su principal función es la remodelación de la MEC de los tejidos, aunque} desde hace años se ha aceptado que las MMPs no solo actúan sobre sustratos de la matriz extracelular, sino también sobre factores de crecimiento, hormonas, citoquinas y quimioquinas31, 32_{. Incluso se ha observado que son capaces de escindir proteínas} intracelulares lo que permite su participación en una amplia variedad de funciones celulares tales como: diferenciación, migración celular, regulación de la actividad de factores de crecimiento, supervivencia celular, apoptosis, angiogénesis o procesos inflamatorios30_{. La actividad de las MMPs está regulada a nivel transcripcional, por su} activación proenzimática y por la inhibición endógena mediante las proteínas denominadas TIMPs (del inglés, tissue inhibitors of metalloproteases).