Die Heilung von Osteoporose könnte eines Tages so einfach sein wie die Einnahme einer Pille.
Ein Team von Wissenschaftlern der Arzneimittelentwicklung der Florida International University (FIU) hat einen möglichen neuen Weg gefunden, um den Auswirkungen der Krankheit entgegenzuwirken, die Knochen in wabenartige Strukturen verwandelt – so zerbrechlich, dass sogar ein Husten einen Bruch oder Bruch verursachen kann. Die Entdeckung, kürzlich veröffentlicht in Kommunikationsbiologieist der erste Schritt in Richtung billigerer, wirksamer und einfach einzunehmender Behandlungen für Osteoporose und andere Krankheiten, die mit Knochenschwund einhergehen.
Derzeit verfügbare Medikamente stoppen nur den Knochenschwund und erfordern teure tägliche Injektionen. Forscher des Herbert Wertheim College of Medicine der FIU identifizierten zusammen mit einem Kooperationsteam des National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS), Teil der National Institutes of Health (NIH), und der University of Arkansas for Medical Sciences eine Methode, die dies kann oral eingenommen werden und hilft den knochenproduzierenden Zellen, mehr Knochen zu bilden.
„Unsere Experimente im Labor zeigten, dass oral verabreichte niedermolekulare Aktivatoren die Knochendichte verbessern, eine aufregende Entdeckung, die zu einer neuen Behandlung von Osteoporose führen könnte“, sagte Studienautor Alexander Agoulnik, FIU-Professor und Interimsvorsitzender der Abteilung für Human- und Molekulargenetik.
Knochen sind im Grunde immer im Umbau. Zellen werden rund um die Uhr abgebaut und neu aufgebaut. Knochenbildende Zellen bauen Knochengewebe auf, während knochenfressende es resorbieren, um zu verhindern, dass Knochen zu groß oder sperrig werden. Es ist ein heikler Tanz, der bei Osteoporose schief geht, wenn knochenbildende Zellen langsamer werden und knochenfressende Zellen in einem gleichmäßigen Tempo bleiben.
Um den knochenproduzierenden Zellen zu helfen, mitzuhalten, konzentrierten sich die Forscher auf ein spezifisches Ziel: einen Hormonrezeptor namens Relaxin Family Peptide Receptor 2 (RXFP2), von dem bekannt ist, dass er eine Rolle bei der Bildung von Fortpflanzungsorganen spielt.
„Als wir zum ersten Mal Patienten mit Kryptorchismus oder Hodenhochstand untersuchten, stellten wir bei einigen von ihnen fest, dass dieser Rezeptor mutiert war“, sagte Agoulnik. „Dann entdeckten Kollegen von der Universität Padua, Italien, überraschenderweise, dass ein erheblicher Teil dieser Männer zufällig auch an Osteoporose litt.“
Das Team vermutete, dass der Rezeptor auch etwas mit der Knochenentwicklung zu tun hatte. Weitere Recherchen ergaben, dass dies der Fall war.
Das Team musste zunächst die richtige chemische Verbindung lokalisieren, um den Rezeptor zu aktivieren. Das NCATS-Team verwendete Roboter, um unter mehr als 80.000 verschiedenen Verbindungen nach kleinen Molekülen zu suchen. Anschließend testeten Chemiker hunderte weitere Variationen, bis sie die richtige Übereinstimmung fanden. Es war wie ein Schlüssel, der in ein Schloss passt. Als sie es im Labor an Mausmodellen testeten, stellten sie eine Verbesserung der Knochendichte fest.
„Dies eröffnet ein neues Studiengebiet, um eine klinische Anwendung zur Vorbeugung oder Umkehrung von Osteoporose zu ermöglichen“, sagte Maria Esteban Lopez, die mit Agoulnik als Doktorandin für biomedizinische Wissenschaften an der FIU an dieser Forschung gearbeitet hat. „Dies war eine aufregende Gelegenheit. Ich konnte mit phänomenalen Wissenschaftlern aus verschiedenen Institutionen zusammenarbeiten und sehen, wie die Auswirkungen unserer Arbeit zu bedeutenden therapeutischen Durchbrüchen führen können.“
Forscher wissen, dass eine neue Behandlung das Leben von Millionen von Menschen verändern könnte, und freuen sich auf die nächste Forschungsphase.
„Ohne Zusammenarbeit hätten wir niemals die Verbindung zwischen unseren Genen und der Knochenentwicklung gefunden. Und die Zusammenarbeit mit NIH war entscheidend, weil sie die Besten auf dem Gebiet sind, um nach den richtigen Verbindungen zu suchen“, sagte Agoulnik. „Die Hauptzutat für den Erfolg in der Wissenschaft ist Zusammenarbeit.“
Mehr Informationen:
Maria Esteban-Lopez et al., Entdeckung von niedermolekularen Agonisten des Peptidrezeptors 2 der Relaxin-Familie, Kommunikationsbiologie (2022). DOI: 10.1038/s42003-022-04143-9