Introducción

La osteoporosis (OP) es un trastorno esquelético sistémico caracterizado por disminución de la masa ósea y deterioro de la microestructura ósea; el resultado final es la mayor fragilidad ósea y el mayor riesgo de fracturas. El diagnóstico de OP se basa en la medición de la densidad mineral ósea (DMO) de columna lumbar, fémur proximal, antebrazo distal y talón por absorciometría de rayos X de energía dual (DXA). En los últimos años, debido al aumento mundial de la población de edad avanzada, la prevalencia de OP se ha incrementado de manera importante, con una tasa de incidencia global del 19.7%. La tasa de incidencia es del 10.6% para los hombres y del 24.8% para las mujeres, y es francamente más prevalente en los países en vías de desarrollo. Las fracturas por fragilidad son la principal complicación de la OP; las fracturas vertebrales por compresión y las de cadera son las más graves; se asocian con dolor intenso y pueden provocar discapacidad o incluso la muerte.

La metformina se utiliza ampliamente en la práctica clínica como tratamiento de primera línea para pacientes con diabetes tipo 2, debido a su rentabilidad, eficacia y efectos adversos mínimos. La evidencia global sugiere que la metformina ejerce un efecto beneficioso sobre la OP; de hecho, afectaría positivamente la DMO y reduciría el riesgo de OP. No obstante, la relación entre el uso de metformina y la incidencia de OP sigue siendo controvertida, probablemente debido a diferencias en los métodos estadísticos, diseños de estudios, criterios de inclusión, tamaños reducidos de las muestras, características de los sujetos y criterios de valoración. Por ejemplo, el tamaño limitado de la muestra introduce sesgo y complica la interpretación de los hallazgos. Los ensayos controlados y aleatorizados (ECA) se consideran el método estándar para establecer la causalidad entre una exposición clínicamente significativa y el resultado, pero la realización de ECA se limita por los altos costos, la demanda de recursos, el tiempo requerido y las limitaciones éticas. La aleatorización mendeliana (AM) es un enfoque epidemiológico genético que se considera similar a los ECA. Los estudios de AM de dos muestras utilizan polimorfismos de nucleótido único (SNP, por su sigla en inglés) vinculados a la exposición de interés como variables instrumentales (VI) para inferir relaciones causales entre la exposición y los resultados. A diferencia de los estudios epidemiológicos observacionales tradicionales, los estudios de AM tienen ventajas particulares. En primer lugar, la AM es menos vulnerable a la confusión y a la causalidad inversa; además, el uso de secuenciación genética de alta precisión evita el sesgo de dilución por regresión. En el presente estudio se aplica un análisis de AM de dos muestras para investigar el vínculo causal entre el tratamiento con metformina y la OP, la DMO y las fracturas.

Métodos

Para el análisis se utilizaron datos de estudios publicados o datos resumidos de estudios de asociación de todo el genoma (GWAS, por su sigla en inglés) disponibles públicamente. Los datos resumidos del GWAS sobre el tratamiento con metformina se obtuvieron a partir del análisis de los datos del Biobanco del Reino Unido, con una herramienta de asociación de todo el genoma basada en un modelo lineal mixto generalizado. El estudio incluyó a 456 276 participantes de origen europeo, que comprendían 11 358 casos y 444 918 controles. Los participantes se clasificaron en función del uso de metformina, sin tener en cuenta la edad o el sexo. Las estadísticas resumidas para la OP se obtuvieron de la base de datos IEU OpenGWAS, realizado por el consorcio FinnGen, con 212 778 participantes de ascendencia europea, con 3204 casos y 209 575 controles. Se utilizaron tres resúmenes estadísticos de GWAS del sitio web GEnetic Factors for Osteoporosis (GEFOS) publicados para la DMO de cuello femoral (n = 32 735), la DMO de columna lumbar (n = 28 498) y la DMO de antebrazo (n = 8143) en participantes europeos; este es el GWAS más grande hasta la fecha sobre la DMO valorada con DXA. A partir del GEFOS se obtuvieron datos de la DMO estimada (DMOe) de calcáneo (n = 426 824), valorada con ultrasonido cuantitativo. Los datos resumidos de GWAS para las fracturas (53 184 casos y 373 611 controles) también se obtuvieron del GEFOS. Inicialmente se seleccionaron las variantes genéticas asociadas con el tratamiento con metformina que exhibieron significancia a nivel de genoma (p < 5 × 10-8) como VI. Posteriormente se efectuó un análisis con parámetros de desequilibrio de ligamiento (r2 < 0.001, kb = 10 000) para identificar SNP independientes como VI, con el objetivo de evitar sesgos derivados del desequilibrio de ligamiento. En tercer lugar, se organizaron los conjuntos de datos del GWAS para los resultados (OP, DMO y fracturas) que incluían los SNP. En la cuarta fase se eliminaron los SNP relacionados con posibles factores de confusión. Por último, se usaron los SNP rigurosamente seleccionados como VI para el posterior análisis de AM de dos muestras. Se aplicó metodología de ponderación de varianza inversa (IVW, por su sigla en inglés) para establecer inferencias causales con respecto al impacto del tratamiento con metformina sobre la OP, la DMO y las fracturas. El método IVW es eficaz para evaluar la precisión y la confiabilidad de los resultados y para determinar relaciones causales. La heterogeneidad se evaluó con la prueba Q de Cochran. Además, se realizaron análisis auxiliares, con la mediana ponderada (WM, por su sigla en inglés), la mediana ponderada penalizada (PWM, por su sigla en inglés), la máxima verosimilitud (ML, por su sigla en inglés) y el método de regresión mendeliana (MR-Egger), para confirmar los hallazgos. Se realizó análisis de sensibilidad exhaustivo, con la estadística Q de Cochran, y MR-Egger y MR-PRESSO para la identificación de valores atípicos de la pleiotropía de AM (MR-PRESSO) y proporcionar una estimación corregida; se incluyó análisis de sensibilidad con eliminación secuencial. Los valores de p < 0.05 se consideraron estadísticamente significativos.

Resultados

Se seleccionaron diversas VI. Inicialmente se identificaron SNP con asociación significativa con el tratamiento con metformina (p < 5 × 10−8) dentro del conjunto de datos del GWAS. Posteriormente, se establecieron parámetros de desequilibrio de ligamiento (r2 = 0.001, kb = 10000) y, por último, se seleccionaron 46 SNP. Durante el proceso se eliminaron los SNP con alelos inconsistentes y los SNP palindrómicos ambiguos que no pudieron corregirse.

Finalmente, se usaron 34, 34, 34, 24, 24 y 34 SNP, respectivamente, como VI para la evaluación del impacto del tratamiento con metformina en la OP, la DMO de columna lumbar, la DMO de cuello femoral, la DMO de antebrazo, la DMO de talón y las fracturas, respectivamente.

Efecto de la metformina sobre la osteoporosis; análisis de AM

Según los resultados del análisis de IVW, se constató una asociación causal entre el tratamiento con metformina y el menor riesgo de osteoporosis (odds ratio [OR] de 0.859, intervalo de confianza del 95% [IC 95%]: 0.774 a 0.953, p = 0.004). Esta observación fue corroborada por WM (OR: 0.830, IC 95%: 0.724 a 0.951, p = 0.007), MR-Egger (OR: 0.646, IC 95%: 0.462 a 0.902, p = 0.015), PWM (OR: 0.828, IC 95%: 0.722 a 0.950, p = 0.007) y análisis ML (OR: 0.858, IC 95%: 0.781 a 0.943, p = 0.001). Los diversos abordajes analíticos mostraron resultados concordantes.

Análisis de sensibilidad

Se comprobó falta de heterogeneidad significativa en el análisis IVW (Q de Cochran = 41.53, p = 0.146) y el análisis MR-Egger (Q de Cochran = 37.89, p = 0.219). Tampoco se encontró evidencia significativa de pleiotropía horizontal (prueba de intersección de MR-Egger; p = 0.09). El método MR-PRESSO no identificó ningún valor atípico. La influencia causal del tratamiento con metformina sobre la osteoporosis se mantuvo constante, incluso cuando se excluyeron los SNP individuales, un fenómeno que confirmó la estabilidad y confiabilidad del análisis con respecto a la relación causal entre el tratamiento con metformina y la osteoporosis.

Efecto del tratamiento con metformina sobre la DMO; análisis de AM

Se observó una correlación positiva entre el tratamiento con metformina y la DMO de columna lumbar (IVW; OR: 1.063, IC 95%: 1.023 a 1.105, p = 0.002; MR-Egger; OR: 1.197, IC 95%: 1.047 a 1.367, p = 0.013; ML; OR: 1.066, IC 95%: 1.032 a 1.102, p = 0.017), la DMO de cuello femoral (IVW; OR: 1.034, IC 95%: 1 a 1.069, p = 0.049; MR-Egger; OR: 1.145, IC 95%: 1.020 a 1.284, p = 0.028; ML; OR: 1.035, IC 95%: 1.006 a 1.065, p = 0.016) y la DMOe de talón (IVW; OR: 1.035, IC 95%: 1.023 a 1.047, p ≤ 0.001; MR-Egger; OR: 1.036, IC 95%: 1.010 a 1.062, p = 0.012; ML; OR: 1.036, IC 95%: 1.028 a 1.043, p ≤ 0.001; WM; OR: 1.032, IC 95%: 1.021 a 1.042, p ≤ 0.001; PWM; OR: 1.032, IC 95%: 1.021 a 1.042, p ≤ 0.001). Los resultados obtenidos con WM y PWM para los análisis de la DMO de columna lumbar y cuello femoral siguieron el mismo patrón, aunque con significancia disminuida. No se observó una relación causal entre el tratamiento con metformina y la DMO de antebrazo.

Análisis de sensibilidad

Se encontraron hallazgos notables en las pruebas de heterogeneidad con respecto a la DMO de columna lumbar, la DMO de cuello femoral, la DMO de antebrazo la DMOe, pero no se observó evidencia significativa de pleiotropía horizontal (MR-Egger). El análisis MR-PRESSO identificó valores atípicos en la DMOe, lo que motivó su exclusión del conjunto de datos. No se detectaron valores atípicos en las determinaciones de la DMO de columna lumbar, cuello femoral y antebrazo. No se identificó ningún SNP individual con efecto particularmente influyente sobre la relación causal entre el tratamiento con metformina y la DMO.

Efecto de la metformina sobre las fracturas; análisis de AM

El tratamiento con metformina se asoció causalmente con un riesgo reducido de fracturas (IVW; OR: 0.958, IC 95%: 0.928 a 0.989, p = 0.008; WM; OR: 0.957, IC 95%: 0.9223 a 0,993, p = 0.021; ML; OR: 0.957, IC 95%: 0.934 a 0.981, p ≤ 0.001; PWM; OR: 0.957, IC 95%: 0.922 a 0.994, p = 0.023). Los análisis de MR-Egger coincidieron con los resultados de IVW, aunque la significancia estuvo atenuada.

Análisis de sensibilidad

Se encontró un grado significativo de heterogeneidad en el análisis IVW (Q de Cochran = 58.378, p = 0.003) y en el análisis MR-Egger (Q de Cochran = 59.358, p = 0.003). Sin embargo, las pruebas de intersección de MR-Egger no mostraron evidencia significativa de pleiotropía horizontal. El análisis MR-PRESSO detectó valores atípicos que fueron excluidos del conjunto de datos. Las pruebas de exclusión no identificaron ningún SNP individual que afectara significativamente la relación causal entre el tratamiento con metformina y el riesgo de fracturas.

Conclusión

Debe tenerse en cuenta que el impacto de la metformina sobre la DMO puede variar debido a las diferencias en la composición del tejido óseo en diferentes regiones del esqueleto. Por ejemplo, existe una influencia positiva en la DMO en las regiones esqueléticas en las que predomina el hueso trabecular, como columna lumbar, cabeza femoral y calcáneo, mientras que el impacto en las regiones con una mayor proporción de hueso cortical (como el antebrazo) no es significativo. Los resultados del presente estudio de AM proporcionan evidencia novedosa que respalda el potencial de la metformina como un agente preventivo eficaz para la OP; el hallazgo podría tener implicaciones importantes para la prevención y el tratamiento de la enfermedad. Sin embargo, se necesita más investigación para verificar el impacto protector del tratamiento con metformina contra la OP y se requieren ensayos controlados aleatorizados a gran escala para establecer conclusiones definitivas.