La flavonoide natural neoeriocitrina potencia la regeneración ósea de células madre mediante autofagia

La regeneración de defectos óseos sigue siendo un importante desafío clínico, y las estrategias actuales basadas en factores de crecimiento como BMP-2 conllevan riesgos graves, entre ellos osificación ectópica y tumorigénesis, además de elevados costes e inestabilidad. Las células madre de pulpa dental humana (hDPSCs), obtenidas de dientes desechados con baja inmunogenicidad y un sólido potencial osteogénico, representan una fuente celular alternativa prometedora; sin embargo, requieren agentes osteoinductores eficaces y seguros para activar su fenotipo formador de hueso.

Este estudio investigó la neoeriocitrina (Neo), un flavonoide natural presente en los cítricos y en Drynaria fortunei, como nuevo agente osteoinductor para hDPSCs. En experimentos in vitro, el tratamiento con Neo potenció de forma dependiente de la dosis la proliferación de hDPSCs a concentraciones no tóxicas, y reguló significativamente al alza la expresión de marcadores osteogénicos —incluidos Runx2, Colágeno I, fosfatasa alcalina (ALP) y osteopontina (OPN)—, junto con un aumento de la mineralización cálcica medida mediante tinción con Rojo Alizarina en el día 21.

Para identificar la diana molecular directa de Neo, los investigadores emplearon el perfil proteómico térmico (TPP), un método de identificación de dianas farmacológicas sin sesgos y a escala proteómica que combina el ensayo de desplazamiento térmico celular (CETSA) con espectrometría de masas cuantitativa por marcaje en tándem con masa (TMT). Entre las proteínas con mayor estabilización térmica, Beclin1, un regulador maestro de la iniciación de la autofagia, emergió como la principal diana de unión directa. Este hallazgo fue validado mediante experimentos independientes de CETSA, acoplamiento molecular (usando PDB: 6HOJ y AutoDock) y simulaciones de dinámica molecular (GROMACS), que confirmaron interacciones de unión estables entre Neo y Beclin1 con una energética favorable.

Desde el punto de vista mecanístico, se demostró que Neo inhibe la degradación proteasomal mediada por ubiquitinación de Beclin1, estabilizando así la proteína e incrementando su abundancia intracelular. Este aumento en los niveles de Beclin1 activó la autofagia, evidenciada por la disminución de P62 y el aumento de los niveles de LC3-II. La inhibición de la autofagia (mediante 3-metiladenina o cloroquina) atenuó los efectos osteogénicos de Neo, confirmando que la activación de la autofagia aguas abajo de la estabilización de Beclin1 constituye la vía mecanística crítica. Los ensayos de seguimiento con cicloheximida y los experimentos con el inhibidor del proteasoma MG132 confirmaron adicionalmente que el efecto de Neo opera bloqueando la degradación de Beclin1 por el sistema ubiquitina-proteasoma, y no aumentando su transcripción.

Para la validación in vivo, hDPSCs preacondicionadas con Neo fueron sembradas sobre andamiajes Bio-Oss e implantadas en defectos calvarianos de tamaño crítico en ratas. Las imágenes de micro-CT y el análisis histológico demostraron una formación de hueso nuevo significativamente mayor en comparación con los controles, estableciendo el potencial traslacional de Neo. Los autores proponen este eje Neo-Beclin1-autofagia como una nueva vía farmacológica para la regeneración ósea, y sugieren que Neo representa una alternativa segura, rentable y estable a los factores osteoinductores basados en proteínas recombinantes para terapias clínicas con células madre.