Остеопороз вызван чрезмерной активностью клеток, резорбирующих костную ткань, в то время как активность клеток, образующих костную ткань, снижена. У здоровых людей сбалансированная активность этих двух типов клеток обеспечивает постоянный обмен костной ткани для поддержания здоровья и прочности костей.
При остеопорозе непропорциональная резорбция кости приводит к низкой минеральной плотности костной ткани и, как следствие, к ослаблению и склонности к переломам. Когда образование новой кости не может компенсировать потерю костной массы, кость со временем ослабевает и становится более склонной к переломам.
Существующие лекарства имеют недостатки
Большинство современных методов лечения остеопороза включают использование бисфосфонатов, которые блокируют активность клеток, резорбирующих костную ткань, и, таким образом, предотвращают чрезмерную резорбцию кости.
Однако длительное лечение этими препаратами устраняет необходимый метаболизм костей, что приводит к повышенному риску переломов и другим нежелательным побочным эффектам. Следовательно, существует острая необходимость в разработке новых стратегий, которые преодолеют ограничения существующих методов лечения.
В этой области появились новые достижения.
Они были разработаны в сотрудничестве профессоров Кристофа Винклера (Департамент биологических наук, Национальный университет Сингапура, NUS) и Манфреда Шартля (Биоцентр, Университет Юлиуса Максимилиана Вюрцбурга, JMU, Германия); результаты опубликованы в журнале PNAS.
Небольшой белок мобилизует клетки, резорбирующие костную ткань
Используя генетический анализ на модели небольшой лабораторной рыбы, японской медаке (Oryzias latipes), исследовательская группа определила небольшой белок, хемокин CXCL9, который в условиях остеопороза диффундирует в резервуары, содержащие предшественники клеток, резорбирующих костную ткань.
Эти предшественники продуцируют рецептор CXCR3 на своей клеточной поверхности. После активации CXCL9 предшественники мобилизуются и мигрируют на большие расстояния в направлении костного матрикса, где они начинают резорбировать кость.
Известные ингибиторы очень эффективны
Как CXCL9, так и его рецептор CXCR3, как давно известно, модулируют миграцию иммунных клеток к участкам воспаления, например, при псориазе и ревматоидном артрите. Есть несколько химических ингибиторов, блокирующих активность CXCR3, которые не имели большого успеха в клинических испытаниях для лечения псориаза.
Исследовательская группа показала, что эти ингибиторы очень эффективны в блокировании рекрутирования клеток, резорбирующих костную ткань, и в защите костей от остеопоротического поражения.
Точно настроенные методы лечения кажутся возможными
Заключение профессоров Шартла и Винклера: «Наши исследования открыли новые возможности для лечения остеопороза.
Новая стратегия позволяет точно регулировать количество остеокластов, задействованных в костном матриксе, а не широко распространять блокировку активности остеокластов, как в традиционных методах лечения. Это имеет большие преимущества, так как чрезмерная резорбция кости может быть целенаправленно предотвращена, но нормальный обмен костной ткани будет продолжаться. Это дает возможность избежать повышенного риска переломов у пациентов с остеопорозом и сохранить здоровье костей для улучшения качества жизни."
Кристоф Винклер – выпускник JMU. Он был аспирантом и научным сотрудником в команде Манфреда Шартла и в 2007 году поступил на должность профессора в Сингапуре.
Он вернулся в JMU на некоторое время в 2016 году – на творческий отпуск при финансовой поддержке Совета Вюрцбургского университета. За это время была подготовлена почва для сотрудничества, результаты которого теперь можно прочитать в PNAS.