Leczenie parathormonem pomaga spowolnić postęp choroby zwyrodnieniowej stawów

Naukowcy z Cornell odkryli, że wstępne leczenie hormonem przytarczyc, powszechnie stosowanym w celu zwiększenia masy kostnej w osteoporozie, może pomóc poprawić zdrowie chrząstki i spowolnić postęp choroby zwyrodnieniowej stawów.

Zespół kierowany przez Marjolein van der Meulen, dyrektor Szkoły Inżynierii Biomedycznej. James M. I Marsha McCormick z Cornell College of Engineering również zidentyfikowali sygnatury ekspresji genów, które można potencjalnie wykorzystać do wczesnego wykrywania choroby zwyrodnieniowej stawów.

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

Van der Meulen specjalizuje się w badaniu roli mechaniki szkieletu i reakcji układu mięśniowo-szkieletowego – kości, chrząstek, stawów – na obciążenie, stosując techniki przykładania ciężaru i ucisku na dolną część nogi i staw kolanowy.

Obciążenie ma swoje zalety i wady. Zwiększa masę kostną i może być stosowany jako terapia osteoporozy. Jednocześnie stres uszkadza również chrząstkę w stawach, podobnie jak zwyrodnienie obserwowane w chorobie zwyrodnieniowej stawów. Van der Meulen i jej laboratorium w coraz większym stopniu skupiają się na roli, jaką kości odgrywają w rozwoju uszkodzeń stawów.

W nowym badaniu zespół zastosował dwuetapowy proces. Najpierw przez osiem tygodni codziennie leczono myszy parathormonem – lekiem przepisywanym na osteoporozę – w celu zwiększenia masy kostnej. W drugiej fazie zespół codziennie obciążał piszczel myszy i zastosował inny lek na osteoporozę, alendronian, który skutecznie wyłącza zdolność kości do samodzielnej naprawy (przebudowy) na sześć tygodni.

Rysunek przedstawia stopień uszkodzenia chrząstki po 6 tygodniach codziennego obciążania i leczenia w porównaniu z kolanem kontrolnym bez obciążenia i uszkodzeń chrząstki. Chrząstka ma kolor czerwony, a kość jest niebieskawo-zielona. Ogólnie rzecz biorąc, wstępne leczenie parathormonem przed wysiłkiem fizycznym i leczenie alendronianem podczas wysiłku fizycznego wykazało najmniejsze uszkodzenie chrząstki (utratę tkanki zabarwionej na czerwono) i lepsze zachowanie chrząstki. Źródło: Postępy nauki (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk8402

Naukowcy odkryli, że hormon przytarczyc bezpośrednio poprawia zdrowie chrząstki i spowalnia postęp uszkodzeń, podczas gdy alendronian zmniejsza podchrzęstne zmiany kostne związane z chorobą zwyrodnieniową stawów.

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

Zespół powtórzył eksperyment i wykorzystał transkryptomikę do analizy ekspresji genów w RNA wyizolowanym z chrząstki, kości i węzłów chłonnych myszy. Uszkodzenie stawów znalazło odzwierciedlenie we wczesnych zmianach transkryptomowych, a oba połączone sposoby leczenia doprowadziły do wczesnej modulacji sygnalizacji immunologicznej.

„Badania ekspresji genów wykazały, że oba leki razem miały największy wpływ na zmniejszenie ekspresji genów związanych z uszkodzeniem chrząstki, w szczególności zmieniając ekspresję genów odpornościowych” — powiedział Zimyan.

Kolejnym krokiem jest ustalenie, czy leczenie parathormonem może spowolnić lub nawet odwrócić postęp choroby zwyrodnieniowej stawów, gdy już się pojawi, i wykorzystanie sygnatur genowych do opracowania wczesnej diagnostyki choroby.

„Wyniki sugerują, że te sposoby leczenia mogą być przydatne również dla ludzi. A dobrą wiadomością jest to, że te sposoby leczenia są już zatwierdzone przez FDA, chociaż nie do tego celu” — powiedział van der Meulen.