Osteogénesis imperfecta (OI): Actividades de investigación y avances científicos

​A través de sus unidades organizacionales intramuros y extramuros, el NICHD realiza y apoya investigaciones sobre la OI.

Avances y actividades del Instituto

Medicamentos para la OI

Investigadores del NICHD del Departamento de Matriz Extracelular y Ósea (BEMB por sus siglas en inglés) están realizando estudios clínicos de un medicamento biofosfonato llamado pamidronato en niños que tienen OI tipos III o IV. Los estudios compararán las diferentes dosis del medicamento, solo o en combinación con hormona del crecimiento. El objetivo es probar si mejora la densidad mineral ósea y determinar si hay cambios en la función motora, la fuerza muscular o el dolor en los huesos.1

Investigadores del NICHD están explorando terapias adicionales para tratar la OI, entre ellas medicamentos que fabrican masa ósea. Un tratamiento potencial, la terapia con el anticuerpo esclerostina (Scl-Ab), mejoró la masa ósea en ratones.2

En un estudio reciente que utiliza un modelo de ratón para la OI generado en el NICHD, los investigadores del BEMB y sus colegas caracterizaron la diferenciación de las células madre de médula ósea en ratones adultos en otros tipos de células. Descubrieron que la habilidad de las células madre para convertirse en células óseas era menor, desviando el camino de las células precursoras y llevándolas a convertirse en células de grasa. Los investigadores trataron al modelo de ratón con OI con bortezomib (Btz), aprobado por la Administración de Medicamentos y Alimentos (FDA por sus siglas en inglés) para tratar un cáncer (mieloma) que comienza en determinadas células de la médula ósea. Tratar el modelo de ratón con OI con Btz mejoró la capacidad de las células madre de médula ósea de convertirse en células óseas y mejoró las propiedades de los huesos en general. Si bien el Btz por sí solo no es una terapia adecuada para la OI, dados estos hallazgos de este estudio, las investigaciones futuras podrían centrarse en las células madre de médula ósea como un enfoque para tratar la OI.3

Transplantes de médula ósea para la OI

En los últimos años, investigadores del NICHD de la Sección de Bioquímica Física (SPB porsus sigla​s en inglés) y el BEMB, junto con colegas universitario, sugirieron que trasplantar una medula ósea sana a ratones con OI podría algún día conducir a un tratamiento efectivo para los seres humanos.

En 2009, un grupo publicó los resultados de un estudio en el que se trasplantó médula ósea in utero a ratones con mutaciones de OI mortales. Alrededor del 2% de las células trasplantadas se mantuvo después del nacimiento. Estas células produjeron colágeno normal, que representaba el 20% de todo el colágeno tipo I en los ratones. Alrededor de 3 de cada 10 ratones no solo sobrevivieron al nacer sino que también tuvieron solo síntomas leves de la OI.4,5,6 Estos estudios, así como los estudios sobre terapias génicas, podrían algún día conducir a tratamientos para la OI.

Historia Natural de la OI

Investigadores del BEMB están reclutando pacientes para un estudio a largo plazo de la OI tipos III y IV desde el nacimiento hasta los 25 años. Apuntan a evaluar la historia natural de la enfermedad, incluidos cualquier síntoma que afecte los dientes, el corazón, los pulmones, el cerebro y la audición. Los problemas cardíacos y pulmonares son una de las causas principales de discapacidad y muerte en los adultos con OI, pero no se sabe cómo se desarrollan estas complicaciones o si pueden identificarse las personas susceptibles  temprano en la niñez. El estudio también incluirá investigaciones sobre la genética de la OI; se harán pruebas a los participantes y a sus progenitores para identificar las mutaciones genéticas de la OI.7

Estudios de la OI recesiva

Investigadores del NICHD han descubierto tres de los genes que se sabe causan la OI recesiva. La OI recesiva es causada por mutaciones en genes que codifican partes de un complejo de proteínas. El complejo se pliega y da forma al colágeno antes de que salga de una célula. Investigadores apoyados por el Departamento de Biología del Desarollo y Variación Estructural (DBSVB por sus siglas en inglés) en el contenido de Inglés del NICHD están usando tejidos humanos y nuevos modelos de ratón para comprender mejor cómo se desarrolla la OI recesiva y cómo distinguirla de la forma dominante más común.8

Los investigadores del NICHD en la SPB se están centrando en cómo las mutaciones recesivas específicas afectan la forma de la proteína de colágeno. Descubrieron que las mutaciones que afectan una sección del colágeno llamada "anclaje N-terminal" tienen como resultado articulaciones hiperlaxas, que son comunes en las personas con OI. Las mutaciones que afectan otra sección, llamada "anclaje C-terminal" parecen causar una OI mortal. El grupo también está estudiando cómo el plegamiento de las proteínas no se realiza correctamente en la OI recesiva, y cómo el estrés causado por un plegamiento inadecuado afecta las células que forman los huesos del cuerpo.5

En 2010, los investigadores del NICHD en el BEMB encontraron una nueva mutación en el contenido de Inglés responsable de algunas formas recesivas de la OI. La mutación recientemente identificada se encuentra en un gen que contiene la información necesaria para producir la proteína ciclofilina B. Esta proteína es parte de un complejo de tres proteínas que modifica el colágeno, plegándolo con una configuración molecular precisa antes de ser secretado de las células.

Recientemente, los investigadores del BEMB y sus colegas realizaron un estudio para determinar la prevalencia de una de estas mutaciones recesivas de la OI en afroamericanos de la región del Medio Atlántico, inmigrantes africanos, africanos occidentales y africanos de zonas más allá de África Occidental. La mutación se encuentra en el gen LEPRE1, que codifica una proteína conocida como P3H1 que es parte del complejo de plegamiento del colágeno. Los investigadores evaluaron el ADN de las poblaciones objetivo y estimaron que el 0,4% de los afroamericanos de la región del Medio Atlántico era portador de la mutación genética, lo que afectaba a 1 de cada 260.000 nacimientos. La prevalencia es mayor en África Occidental —1,48% de las personas en Nigeria y Ghana son portadoras de la mutación genética, lo que afecta a 1 de cada 18.260 nacimientos. Los investigadores estimaron que la mutación se originó hace aproximadamente 650 a 900 años en esta parte de África Occidental (no la encontraron en países vecinos). Juntos, estos hallazgos sugieren que la mutación que causa este tipo de OI recesiva se introdujo en las poblaciones de los Estados Unidos durante el tráfico de esclavos del Atlántico.9

Otros avances y actividades

Consorcio sobre Mutaciones de la OI

El BEMB dirige un consorcio internacional de laboratorios de tejidos conectivos que compila y analiza información sobre mutaciones en el colágeno tipo I. El primer análisis de la base de datos del consorcio, publicado en 2007, presentó más de 830 mutaciones. La base de datos actualmente contiene más de 1.570 mutaciones de nueve laboratorios.5


  1. NIH. (2012). Pamidronate to treat osteogenesis imperfecta in children. Obtenido el 7 de mayo de 2012 de https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00005901 en el contenido de Inglés
  2. Sinder, B. P., Eddy, M. M., Ominsky, M. S., Caird, M. S., Marini, J. C., & Kozloff, K. M. (2013). Sclerostin antibody improves skeletal parameters in a Brtl/+ mouse model of osteogenesis imperfecta. Journal of Bone Mineral Research, 28(1); 73–80.&
  3. Gioia, R., Panaroni, C., Besio, R., Palladini, G., Merlini, G., Giansanti, V., et al. (2012). Impaired osteoblastogenesis in a murine model of dominant osteogenesis imperfecta: A new target for osteogenesis imperfecta pharmacological therapy. Stem Cells, 30, 1465–1476.
  4. Panaroni, C., Gioia, R., Lupi, A., Besio, R., Goldstein, S. A., Kreider, J., et al. (2009). In utero transplantation of adult bone marrow decreases perinatal lethality and rescues the bone phenotype in the knockin murine model of classical, dominant osteogenesis imperfecta. Blood, 114, 459–468.
  5. NICHD. (2011).2011 Annual report of the Division of Intramural Research. Obtenido el 7 de mayo de 2012 de  https://annualreport.nichd.nih.gov/2011/spb2.html en el contenido de Inglés
  6. NICHD. (2011). 2011 Annual report of the Division of Intramural Research. Obtenido el 7 de mayo de 2012 de https://annualreport.nichd.nih.gov/2011/bemb.html en el contenido de Inglés
  7. NIH. (2012). Evaluation and intervention for the effects of osteogenesis imperfecta. Obtenido el 7 de mayode 2012 de https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00001594 en el contenido de Inglés
  8. Research Portfolio Online Reporting Tools. (s/f). Pathogenesis of novel forms of osteogenesis imperfecta (project information 1P01HD070394-01). Obtenido el 7 de mayo de 2012 de https://projectreporter.nih.gov/project_info_description.cfm?aid=8196080&icde=11963151 en el contenido de Inglés
  9. Cabral, W. A., Barnes, A. M., Adeyemo, A., Cushing, K., Chitayat, D., Porter, F. D., et al. (2012). A founder mutation in LEPRE1 carried by 1.5% of West Africans and 0.4% of African Americans causes lethal recessive osteogenesis imperfecta. Genetics in Medicine, 14, 543–551.
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