Behandlung mit Nebenschilddrüsenhormonen verlangsamt das Fortschreiten von Osteoarthritis
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
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Forscher der Cornell University fanden heraus, dass eine Vorbehandlung mit Parathormon, das häufig zur Steigerung der Knochenmasse bei Osteoporose eingesetzt wird, dazu beitragen kann, die Knorpelgesundheit zu verbessern und das Fortschreiten von Osteoarthritis zu verlangsamen.
Das Team unter der Leitung von Marjolein van der Meulen, Direktorin von der School of Biomedical Engineering. James M. Und Marsha McCormick am Cornell College of Engineering haben ebenfalls Genexpressionssignaturen identifiziert, die möglicherweise zur Früherkennung degenerativer Gelenkerkrankungen verwendet werden könnten.
Die Ergebnisse wurden in Science Advances veröffentlicht. Co-Autoren des Artikels sind Adrien Antoinette und Sofia Zimyan.
Van der Meulen ist spezialisiert auf die Untersuchung der Rolle der Mechanik im Skelett und darauf, wie das Muskel-Skelett-System – Knochen, Knorpel, Gelenke – auf Belastung reagiert, indem er Techniken zur Anwendung von Gewicht und Kompression auf das Unterschenkel- und Kniegelenk anwendet.
Die Belastung hat ihre Vor- und Nachteile. Sie erhöht die Knochenmasse und kann als Therapie gegen Osteoporose eingesetzt werden. Gleichzeitig schädigt Stress auch den Knorpel in den Gelenken, ähnlich der Degeneration, die bei Osteoarthritis auftritt. Van der Meulen und ihr Labor konzentrieren sich zunehmend auf die Rolle, die Knochen bei der Entstehung von Gelenkschäden spielen.
In der neuen Studie verfolgte das Team einen zweistufigen Prozess. Zunächst behandelten sie die Mäuse acht Wochen lang täglich mit Parathormon, einem Medikament, das gegen Osteoporose verschrieben wird, um die Knochenmasse zu erhöhen. In der zweiten Phase übte das Team täglich Stress auf das Schienbein der Mäuse aus und verwendete ein weiteres Osteoporose-Medikament, Alendronat, das die Fähigkeit des Knochens, sich selbst zu reparieren (umzugestalten), sechs Wochen lang effektiv ausschaltet.
Die Abbildung zeigt das Ausmaß des Knorpelschadens nach 6 Wochen täglicher Belastung und Behandlung im Vergleich zu einem Kontrollknie ohne Belastung und ohne Knorpelschaden. Der Knorpel ist rot gefärbt und der Knochen bläulich-grün. Im Allgemeinen zeigte die Vorbehandlung mit Parathormon vor dem Training und die Behandlung mit Alendronat während des Trainings die geringsten Knorpelschäden (Verlust von rot gefärbtem Gewebe) und eine bessere Knorpelerhaltung. Quelle: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk8402
Forscher fanden heraus, dass Parathormon die Knorpelgesundheit direkt verbesserte und das Fortschreiten der Schädigung verlangsamte, während Alendronat die mit Osteoarthritis verbundenen subchondralen Knochenveränderungen reduzierte.
„Selbst nach sechs Wochen der Schädigung war die Wirkung der achtwöchigen Vorbehandlung noch signifikant. Parathormon hat nicht nur die Knochenmasse erhöht, sondern es hat sich auch auf Knorpel ausgewirkt“, sagte van der Meulen. „Die Knie der Mäuse hatten nach acht Wochen dickeren Knorpel, was unerwartet war. Dickerer Knorpel schützt wahrscheinlich vor späteren Gelenkschäden.“
Das Team wiederholte das Experiment und verwendete Transkriptomik, um die Genexpression in RNA zu analysieren, die aus Knorpel, Knochen und Lymphknoten von Mäusen isoliert wurde. Gelenkschäden spiegelten sich in frühen transkriptomischen Veränderungen wider, und beide Behandlungen zusammen führten zu einer frühen Modulation der Immunsignalisierung.
„Studien zur Genexpression zeigten, dass beide Medikamente zusammen die größte Wirkung bei der Reduzierung der Expression von Genen hatten, die mit Knorpelschäden in Zusammenhang stehen, insbesondere bei der Veränderung der Expression von Immungenen“, sagte Zimyan.
Der nächste Schritt besteht darin, festzustellen, ob die Behandlung mit Parathormon das Fortschreiten von Osteoarthritis verlangsamen oder sogar umkehren kann, sobald sie auftritt, und Gensignaturen zu verwenden, um frühe Diagnosen für die Krankheit zu entwickeln.
„Die Ergebnisse legen nahe, dass diese Behandlungen auch für Menschen nützlich sein könnten. Und die gute Nachricht ist, dass diese Behandlungen bereits von der FDA zugelassen sind, wenn auch nicht für diesen Einsatzzweck“, sagte van der Meulen.