Leczenie hormonem przytarczyc pomaga spowolnić rozwój choroby zwyrodnieniowej stawów

Naukowcy z Cornell odkryli, że wstępne leczenie parathormonem, powszechnie stosowanym w celu zwiększenia masy kostnej w osteoporozie, może pomóc w poprawie zdrowia chrząstki i spowolnić postęp choroby zwyrodnieniowej stawów.

Zespół pod kierownictwem Marjolijn van der Meulen, dyrektorki James M. and Marsha McCormick School of Biomedical Engineering na Cornell's College of Engineering, zidentyfikował również sygnatury ekspresji genów, które potencjalnie mogłyby posłużyć do wczesnego wykrywania zwyrodnieniowej choroby stawów.

Wyniki opublikowano w czasopiśmie Science Advances. Współautorami artykułu są Adrien Antoinette i Sofia Zimyan.

Van der Meulen specjalizuje się w badaniu roli mechaniki szkieletu oraz tego, jak układ mięśniowo-szkieletowy – kości, chrząstki, stawy – reaguje na obciążenia za pomocą technik przenoszenia ciężaru ciała i kompresji w podudziu i stawie kolanowym.

Obciążenie ma swoje plusy i minusy. Zwiększa masę kostną i może być stosowane jako terapia osteoporozy. Jednocześnie obciążenie uszkadza również chrząstkę w stawach, podobnie jak zwyrodnienie obserwowane w chorobie zwyrodnieniowej stawów. Van der Meulen i jej laboratorium coraz bardziej skupiają się na roli, jaką kość odgrywa w rozwoju uszkodzeń stawów.

W nowym badaniu zespół przeprowadził dwuetapowy proces. Najpierw podawano myszom parathormon, lek przepisywany na osteoporozę, aby zwiększyć masę kostną przez osiem tygodni. W drugiej fazie zespół stosował codzienne obciążenie mięśni piszczelowych myszy i stosował inny lek na osteoporozę, alendronian, który skutecznie wyłącza zdolność kości do samonaprawy (przebudowy) przez sześć tygodni.

Rysunek przedstawia stopień uszkodzenia chrząstki po 6 tygodniach codziennego obciążania i leczenia w porównaniu z kolanem kontrolnym bez obciążenia i bez uszkodzenia chrząstki. Chrząstka jest zabarwiona na czerwono, a kość jest niebieskozielona. Ogólnie rzecz biorąc, wstępne leczenie parathormonem przed obciążeniem i leczenie alendronianem podczas obciążenia wykazało najmniejsze uszkodzenie chrząstki (utratę tkanki zabarwionej na czerwono) i najlepsze zachowanie chrząstki. Źródło: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk8402

Naukowcy odkryli, że parathormon bezpośrednio poprawia stan chrząstki i spowalnia postęp uszkodzeń, natomiast alendronian zmniejsza zmiany w tkance podchrzęstnej kości związane z chorobą zwyrodnieniową stawów.

„Nawet po sześciu tygodniach uszkodzeń efekt ośmiotygodniowego wstępnego leczenia był nadal znaczący. PTH zrobił więcej niż tylko zwiększył masę kostną, ponieważ okazało się, że wpływa również na chrząstkę” — powiedział van der Meulen. „Kolana myszy miały grubszą chrząstkę po ośmiu tygodniach, co było nieoczekiwane. Grubsza chrząstka prawdopodobnie chroni przed dalszym uszkodzeniem stawów”.

Zespół powtórzył eksperyment i użył transkryptomiki do analizy ekspresji genów w RNA wyekstrahowanym z chrząstki, kości i węzłów chłonnych myszy. Uszkodzenie stawów znalazło odzwierciedlenie we wczesnych zmianach transkryptomowych, a oba zabiegi łącznie doprowadziły do wczesnej modulacji sygnalizacji immunologicznej.

„Badania ekspresji genów wykazały, że oba leki stosowane razem mają największy wpływ na redukcję ekspresji genów związanych z uszkodzeniem chrząstki, a w szczególności na zmianę ekspresji genów odpornościowych” – powiedział Zimyan.

Następnym krokiem jest ustalenie, czy leczenie parathormonem może spowolnić lub nawet odwrócić postęp choroby zwyrodnieniowej stawów, jeśli już wystąpi, oraz wykorzystanie sygnatur genetycznych do opracowania wczesnej diagnostyki choroby.

„Wyniki te sugerują, że te metody leczenia mogą być przydatne również u ludzi. A dobrą wiadomością jest to, że te metody leczenia są już zatwierdzone przez FDA, choć nie do tego zastosowania” – powiedział van der Meulen.