Síntesis del proyecto. La diabetes mellitus (DM) puede alterar el remodelado óseo y conducir a complicaciones como la osteopenia u osteoporosis. Por otra parte, la DM aumenta el riesgo de padecer enfermedad periodontal (EP), así como su severidad. La EP es una enfermedad inflamatoria producida por la resorción ósea alveolar. Existen evidencias que sugieren que la inflamación crónica puede contribuir al desarrollo de la DM y sus complicaciones. La hiperglucemia es una característica de la DM que puede contribuir a la inflamación sostenida mediante el incremento de citocinas pro-inflamatorias que causan resistencia a la insulina a través de la activación de TLR 4. Diversos estudios experimentales incluyendo el de nosotros sobre el efecto de concentraciones altas de glucosa han demostrado alteraciones extensivas en hueso y el metabolismo óseo. (Balint, Szabo et al. 2001, Creely, McTernan et al. 2007, Garcia-Hernandez, Arzate et al. 2012). Las complicaciones de la DM en diferentes tejidos se han relacionado con la hiperglucemia que causa estrés oxidante, por medio de la formación de especies reactivas de óxigeno (ROS por sus siglas en ingles), la formación de productos de glicación avanzada (AGEs), la resistencia a la insulina y la incapacidad de la secreción de la insulina. (Xia, Aiello et al. 1996, Ohshiro, Ma et al. 2006, Das Evcimen and King 2007, King 2008). Además se ha reportado que la supresión del incremento del estrés oxidativo disminuye la osteopenia diabética mediante la restauración de la densidad del mineral ósea y estimulando la formación de hueso in vivo e in vitro. (Hamada et al., 2009b; Zhang and Yang 2013) En diversos estudios se ha observado que el suplementar la dieta con ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs por sus siglas en inglés) tiene efectos benéficos en el hueso. (Schlemmer, Coetzer et al. 1999, Fernandes, Lawrence et al. 2003, Sun, Krishnan et al. 2003). En modelos animales y en estudios in vitro, se ha demostrado que algunos n-3 PUFAs incrementan la formación ósea, podrían reducir el riesgo de padecer osteoporosis y fracturas (Claassen, Potgieter et al. 1995, Schlemmer, Coetzer et al. 1999; Priante, Musacchio et al. 2005, Coetzee, Haag et al. 2007, Shen, Peterson et al. 2008, Coetzee, Haag et al. 2009; Priante, Bordin et al. 2002, Watkins, Li et al. 2003,). Aunque los resultados de las investigaciones básicas en líneas celulares o en modelos animales y los ensayos clínicos sugieren que algunos PUFAs podrían beneficiar la salud ósea reduciendo la producción de mediadores proinflamatorios, los mecanismos celulares que llevan a esta mejora no se han investigado ni tampoco se ha estudiado si pudieran tener un efecto benéfico en condiciones de hiperglucemia en los osteoblastos como en otros tipos celulares.(Ambrozova, Pekarova et al. 2010, Liu, Chen et al. 2011, Seguineau, Racotta et al. 2011) Por lo que nos proponemos determinar si los ácidos grasos poliinsaturados docosahexaenoico n-3 (DHA) y araquidónico n-6 (AA) tienen un efecto benéfico o perjudicial en las alteraciones en la biomineralización y mediadores proinflamatorios causadas por las altas concentraciones de glucosa, lo que podría resultar en un tratamiento complementario en pacientes diabéticos con complicaciones óseas.

En este proyecto nos proponemos determinar los efectos de ácidos grasos poliinsaturados en las alteraciones provocadas por la hiperglucemia en osteoblastos. En el proceso de biomineralización y marcadores de la inmunidad innata, lo que podría resultar en un tratamiento complementario en pacientes diabéticos con complicaciones óseas. Para ello a cultivos de células osteoblásticas humanas mantenidas con altas concentraciones de glucosa se les tratara con DHA o AA y se evaluara si tienen algún efecto benéfico en el proceso de biomineralización a través de medir el contenido de calcio depositado en cultivo, la expresión de proteínas que participan en este proceso como la sialoproteina ósea (BSP) y la osteocalcina (OCN) y factores de transcripción involucrados en la maduración de las células osteoblásticas como el Runx2 y osterix, la actividad específica de la fosfatasa alcalina (ALP), el análisis de la calidad de los cristales de hidroxiapatita depositados en cultivo con energía dispersa de espectroscopia de rayos X (EDX), la expresión de las osteocinas RANKL y OPG, de las citocinas IL1 beta, IL6, IL8, MCP-1, PGE2, COX2 e iNOS. Además en otros tipos celulares se ha reportado que algunos PUFAs disminuyen la producción de ROS (Liu, Chen et al. 2011), por lo que es probable que la regulación de los ácidos grasos en la biomineralización y mediadores de la inmunidad innata sea a través de las ROS, para determinar esto, mediremos las ROS en las células osteoblásticas mantenidas con altas concentraciones de glucosa tratadas con DHA o AA y Trolox (un inhibidor de las ROS) y se evaluaran sus efectos en la concentración de calcio en cultivo, actividad específica de la ALP, EDX, expresión de RANKL, OPG, las citocinas IL1 beta, IL6, IL8, MCP-1 PGE2, COX2, iNOS y la producción de óxido nítrico. Los resultados obtenidos aportaran información importante sobre los mecanismos de los ácidos grasos poliinsaturados en la biomineralización y mediadores de la inmunidad innata que tienen un papel importante en el hueso y darán paso a la planeación de nuevos proyectos de investigación con el fin de buscar una posible terapia complementaria para los desordenes óseos asociados a la diabetes mellitus. Se busca publicar 2 artículos en revistas internacionales con arbitraje y factor de impacto y exponer los resultados obtenidos en un congreso nacional y uno internacional.