Effects of antihypertensive drugs in the differentiation and activation of human bone cells

O osso é um tecido metabolicamente ativo e a sua remodelação é importante para regular e manter a massa óssea. Esse processo envolve a reabsorção do material ósseo por ação dos osteoclastos e a síntese de novo material ósseo mediado pelos osteoblastos. Vários estudos têm sugerido que a pressão arterial elevada está associada a alterações no metabolismo do cálcio, o que leva ao aumento da perda de cálcio e da remoção de cálcio do osso. Embora as alterações no metabolismo ósseo sejam um efeito adverso associado a alguns fármacos antihipertensores, o conhecimento em relação a este efeito terapêutico ligado com os bloqueadores de canais de cálcio é ainda muito escasso. Uma vez que os possíveis efeitos no osso podem ser atribuídos à ação antihipertensiva dessas moléculas, ou através de um efeito direto nas atividades metabólicas ósseas, torna-se necessário esclarecer este assunto. Devido ao facto de que as alterações no metabolismo ósseo são um efeito adverso associado a alguns fármacos antihipertensores, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito que os bloqueadores dos canais de cálcio exercem sobre as células ósseas humanas, nomeadamente osteoclastos, osteoblastos e co-culturas de ambos os tipos celulares. Verificou-se que os efeitos dos fármacos antihipertensores variaram consoante o fármaco testado e o sistema de cultura usado. Alguns fármacos revelaram a capacidade de estimular a osteoclastogénese e a osteoblastogénese em concentrações baixas. Independentemente da identidade do fármaco, concentrações elevadas revelaram ser prejudiciais para a resposta das células ósseas. Os mecanismos intracelulares através dos quais os efeitos foram exercidos foram igualmente afetados de forma diferencial pelos diferentes fármacos. Em resumo, este trabalho demonstrou que os bloqueadores dos canais de cálcio utilizados possuem a capacidade de afetar direta- e indiretamente a resposta de células ósseas humanas, cultivadas isoladamente ou co-cultivadas. Este tipo de informação é crucial para compreender e prevenir os potenciais efeitos destes fármacos no tecido ósseo, e também para adequar e eventualmente melhorar a terapêutica antihipertensora de cada paciente.

Modulation of osteoclastogenesis by antihypertensive drugs

Despite its rigid structure, bone is a dynamic tissue that is in constant remodeling. This process requires the action of the bone-resorbing osteoclasts and the bone-synthesing osteoblasts. One of the adverse effects attributed to some antihypertensive agents is the ability to alter normal bone metabolism. However, their effective actions on human bone cells remain to be clarified. In this work, the effects of five calcium channel blockers, a class of antihypertensive drugs (AHDs), were investigated on osteoclastic differentiation. Osteoclastic cell cultures were established from precursor cells isolated from human peripheral blood, and were maintained in the absence (control) or in the presence of 10-8-10-4 M of different AHDs (amlodipine, felodipine, diltiazem, lercanidipine and nifedipine). Cell cultures were characterized throughout a 21 day period for tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) activity, number of TRAP+ multinucleated cells, presence of cells with actin rings and expressing vitronectin and calcitonin receptors, and apoptosis rate. Also, the involvement of several signaling pathways on the cellular response was addressed. It was observed that the tested AHDs had the ability to differentially affect osteoclastogenesis. At low doses, amlodipine and felodipine caused an increase on osteoclastic differentiation, while the other drugs inhibited it. At higher doses, all the molecules caused a decrease on the process. The tested AHDs also showed different effects on the analysed signaling pathways. In conclusion, AHDs appeared to have a direct effect on human osteoclast precursor cells, affecting their differentiation. Interestingly, some of them increased while others inhibited the process. Unraveling the mechanisms beneath these observations might help to explain the adverse effects on bone tissue described for this drug class.