" Unsung " Zellen verdoppeln die Vorteile eines neuen Osteoporose-Medikament

Experimente in Mäusen, die mit einer Knochenerkrankung, ähnlich der bei Frauen nach Wechseljahre zeigen, dass eine wissenschaftlich über Gruppe von Zellen sind wahrscheinlich entscheidend für den Prozess der Knochenverlust , der durch die Erkrankung verursacht, nach Johns Hopkins Forscher. Ihre Entdeckung, die sie sagen , wirft nicht nur das Forschungsprofil der Zellen , genannt preosteoclasts , sondern auch erklärt den Erfolg und die Aktivität eines experimentellen Osteoporose Medikament mit vielversprechenden Ergebnissen in klinischen Phase -III-Studien .


Dieses Bild zeigt Osteoporose durch induzierte Menopause verbessert bei Mäusen mit dem Medikament L- 235 behandelt, als durch (TOP) eine Erhöhung der spezialisierten Blutgefäße (gelb) für den Knochenaufbau und (unten) erforderlich erhöhte Knochendichte im Becken und Beinknochen gezeigt . Unbehandelte , links ; behandelt , nicht wahr .
Bildnachweis: Xu Cao , Johns Hopkins Medicine

Eine Zusammenfassung der Arbeit wurde in der Fachzeitschrift Nature Medicine veröffentlicht .

" Wir wussten nicht, dass das Medikament wirkt preosteoclasts , noch haben wir verstehen, wie wichtig preosteoclasts sind bei der Erhaltung gesunder Knochen ", sagt Xu Cao , Ph.D., die Lee H. Riley Jr., MD , Professor für Orthopädische Chirurgie . "Jetzt Pharmaunternehmen in der Hoffnung, Osteoporose rückgängig machen kann für noch mehr Medikamente, nutzen und gezielt diese interessanten Zellen zu suchen. "

Die Knochen von Mäusen , Menschen und alle Landtiere sind nicht nur für Stärke und Struktur notwendig, sondern auch als Lager für Kalzium , Die Zellen im ganzen Körper verwenden kontinuierlich für die täglichen Aufgaben wie Zell-zu -Zell-Kommunikation , Muskelkraft, und sogar Embryo Befruchtung und Hormonhaushalt .

Kalzium wird aus verdauten Nahrung aufgenommen und im Halbhohls Raum innerhalb Knochen gespeichert. Um die gespeicherte Kalzium zugreifen , geht die innere Knochen durch einen Prozess namens Resorption , in dem Zellen, die sogenannten Osteoklasten heften sich an die Knochen und lösen das Kalzium und anderen Mineralien gelagert . In der Nähe , spezialisiert auf die Blutgefäße abholen Kalzium und senden Sie es im ganzen Körper. Sie bringen auch in Nährstoffe für die Knochenneubildung benötigt.

Unter normalen Bedingungen ist Knochenresorption sorgfältig gegen Knochenwiederaufbausauf die Knochenfestigkeit zu erhalten. Aber bei Frauen, die Wechseljahre eingetragen haben, nimmt in Östrogen kann Knochenabbau führen zu Knochenumbauzu überwinden , was zu Osteoporose und häufige Knochenbrüche. In den USA haben geschätzte 25 Millionen Frauen, Osteoporose.

"Die meisten Osteoporose Medikamente auf dem Markt zu verlangsamen Knochenresorption aber nichts tun , um Knochen Wiederaufbau zu fördern ", sagt Cao . Frühere Daten , einschließlich der von der frühen klinischen Studien am Menschen zeigten , dass das Medikament Odanacatib vermindert Knochenresorption von humpelte CTSK , einer der verwendet werden, um Knochen zu resorbieren Enzyme. Was kam als eine angenehme Überraschung war, dass das gleiche Medikament auch erhöhte Knochenumbau, aber die Frage war, wie sie dies taten, sagt Cao .

Um mehr zu erfahren , Cao und sein Team untersuchten Mäuse gentechnisch so verändert weder Knochen auflösenden Osteoklasten oder deren Vorstufen, preosteoclasts haben . Obwohl die innere Knochen der Mäuse waren abnormal , wie erwartet, das Team festgestellt , dass die äußeren Schichten der Knochen waren dünn . Darüber hinaus waren die spezialisierten Blutgefäße benötigt, um knochenbildende Lieferungen zu transportieren in knappen Angebots , was darauf hindeutet , dass die allgemeine Osteoklasten und deren Vorstufen regeln Knochenaufbau und Knochenabbau .

Das Team wuchs die beiden Zelltypen separat im Labor ermittelt und die Flüssigkeit um sie herum , um Proteine, die von den Zellen freigesetzt zu testen. Sie fanden, dass preosteoclasts - aber nicht reifen Osteoklasten - sezernieren ein Protein namens PDGF-BB , die ein leistungsfähiges attracter beiden Zellen, die Knochen - bildenden Zellen und solche, die die speziellen Blutgefäße zu machen ist . Wie zu erwarten, wenn die preosteoclasts der Mäuse wurden aus Herstellung PDGF -BB verhindert , hatten die Mäuse schwache Knochen .

" Bevor ein neues Gebäude errichtet ist , müssen die Straßen , um an Ort und Stelle , so dass die Materialien und Geräte können eingebracht werden ", sagt Cao . " In ähnlicher Weise , preosteoclasts rufen Blutgefäße in einen Bereich vor der knochenbildenden Zellen beginnen, neue Knochen zu machen. "

Wenn Mäuse -L- 235 , das Tier Form Odanacatib gegeben , die Zahlen ihrer preosteoclasts und Osteoklasten erhöht , und sie sind mehr PDGF -BB sezerniert. Die erhöhte PDGF-BB brachte in mehr Zellen für die Herstellung von Blutgefäße und Knochen , die mehrere der speziellen Blutgefäße und dicker Knochen geführt.

Um herauszufinden, ob das Medikament könnte zu einer Umkehrung der erhöhten Knochenresorption und verringert die Blutgefäßbildung der postmenopausalen Osteoporose , simulierten die Forscher den Wechseljahren bei weiblichen Mäusen , indem Sie den Eierstöcken . Zunächst mussten die Mäuse dünner Knochen und weniger Blutgefäße, aber die Behandlung mit dem Arzneimittel erhöht die Konzentration des PDGF -BB im Blut, die Anzahl der Fachblutgefäßeinnerhalb und außerhalb der Knochen, und die Gesamtdicke und der Dichte der der Knochen .

Laut Cao , zusätzlich zu verlangsamen Knochenabbau durch die Blockierung CTSK , eines Osteoklasten " Waffe", die Droge scheint auch zu einer Verlangsamung der Reifung der preosteoclasts , verlängert die Zeit, sie PDGF-BB absondern , bevor er Osteoklasten . Mit erhöhter PDGF-BB , sind stärker spezialisiert Blutgefäßen und knochenbildende Zellen zu gelangen , die Wiederherstellung des Gleichgewichts zwischen Knochenresorption und Knochenwiederaufbaus.

Odanacatib wird von Merck