Una relación recíproca entre las mitocondrias y la peroxidación lipídica determina el ambiente redox intracelular de los condrocitos

En la investigación ortopédica, muchos estudios han aplicado vitamina E como un antioxidante protector o han utilizado hidroperóxido de tert-butilo para inducir lesión oxidativa a los condrocitos. Estos estudios a menudo apoyan la hipótesis de que la patología articular causa estrés oxidativo y aumenta la peroxidación lipídica que podría ser prevenido con antioxidantes lipídicos para mejorar la supervivencia celular o la función y la salud articular; sin embargo, la suplementación con antioxidantes lipídicos fue ineficaz contra la osteoartritis en ensayos clínicos y los datos en animales han sido equívocos. Además, se ha asociado un aumento en la circulación de vitamina E con tasas incrementadas de osteoartritis. Esta desconexión entre los resultados de laboratorio y clínicos nos llevó a hipotetizar que los paradigmas impulsados por estrés oxidativo de la función redox de los condrocitos no capturan los efectos metabólicos y fisiológicos de los antioxidantes lipídicos y prooxidantes en los condrocitos articulares. Utilizamos modelos de cartílago ex vivo e in vivo para investigar el efecto de los antioxidantes lipídicos en condrocitos articulares primarios y saludables y aplicamos técnicas de trampa inmuno-spin para proporcionar un indicador amplio de altos niveles de estrés oxidativo independiente de especies reactivas de oxígeno específicas. Los hallazgos clave demuestran que los antioxidantes lipídicos eran pro-mitocondriales mientras que los prooxidantes lipídicos disminuían las medidas mitocondriales. En ausencia de lesión, la formación de radicales aumentaba con los antioxidantes lipídicos; sin embargo, en presencia de lesión, la formación de radicales disminuía. En condiciones no estresadas, esta relación entre las mitocondrias de los condrocitos y la regulación redox se reprodujo in vivo con sobreexpresión de peroxidasa de glutatión 4. En ratones de 18 meses o más, la sobreexpresión de peroxidasa de glutatión 4 disminuyó significativamente la presencia de receptor gamma activado por proliferación de peroxisomas pro-mitocondrial y desarregló la relación entre las mitocondrias y el ambiente redox. Esta compleja interacción sugiere que las estrategias que apuntan al cartílago articular pueden beneficiarse de adoptar paradigmas más matizados del metabolismo redox de los condrocitos articulares.