Primena prethodnog tretmana paratiroidnog hormona, koji se obično koristi za povećanje koštane mase u borbi protiv osteoporoze, može pomoći u poboljšanju zdravlja hrskavice i usporiti razvoj osteoartritisa, otkrili su istraživači iz Kornela.
Tim, predvođen Marjolein van der Meulen, direktorom Džejms M. i Marsha McCormick Meinig škole biomedicinskog inženjerstva u Cornell Engineering, takođe je identifikovao potpise ekspresije gena koji bi se potencijalno mogli koristiti za otkrivanje ranog početka degenerativne bolesti zglobova.
Nalazi su objavljeni u časopisu Science Advances. Ko-vodeći autori su dr Adrijen Antoanet. ’23 i Sophia Ziemian, Ph.D. ’20.
Van der Meulen se specijalizovao za istraživanje uloge mehanike u skeletu i načina na koji mišićno-skeletni sistem – kosti, hrskavica, zglobovi – reaguje na opterećenje, koristeći tehniku za nanošenje težine i kompresiju potkolenice i zgloba kolena.
Učitavanje je nešto kao mešoviti blagoslov. Pošto povećava koštanu masu, može se koristiti kao terapija za osteoporozu. U isto vreme, opterećenje takođe oštećuje hrskavicu u zglobovima, slično degeneraciji koja se vidi kod osteoartritisa. Van der Meulen i članovi njene laboratorije sve su više fokusirani na ulogu koju kost igra u razvoju ove vrste oštećenja zglobova.
Za novu studiju, njen tim je sproveo proces u dva koraka. Prvo, svakodnevno su prethodno tretirali miševe paratiroidnim hormonom — tretmanom koji je propisan za osteoporozu — da bi povećali koštanu masu životinje tokom perioda od osam nedelja. U drugoj fazi, tim je primenio svakodnevno opterećenje na tibiju miša i koristio drugi tretman za osteoporozu, alendronat, koji je, u stvari, isključio sposobnost kosti da se sama obnavlja – proces koji se zove remodeliranje – na šest nedelja.
„Kost je tkivo koje se stalno okreće. Ćelije neprestano uklanjaju kost i zamenjuju je novom kosti. Kako starite, ovaj proces je manje efikasan i manje kosti se vraća nazad“, rekao je Van der Meulen. „Način na koji deluju neki lekovi protiv osteoporoze koje je odobrila FDA je tako što se gasi ovaj prirodni proces preokreta, tako da ne gubite koštanu masu. Zato smo pitali, ako blokiramo sposobnost kosti da reaguje, da li će to uticati na razvoj oštećenja u kolenskom zglobu?“
Istraživači su otkrili da paratiroidni hormon direktno poboljšava zdravlje hrskavice i usporava razvoj oštećenja, dok alendronat smanjuje subhondralne promene kostiju koje su povezane sa osteoartritisom.
„Čak i nakon šest nedelja oštećenja, taj osmonedeljni efekat pre tretmana je i dalje bio veoma veliki efekat. Paratiroidni hormon je učinio više od povećanja koštane mase jer, ispostavilo se, ovaj agens deluje i na hrskavicu“, rekao je Van der Meulen. „Mišja kolena su imala deblju hrskavicu posle osam nedelja, što nije bilo nešto što smo očekivali. I tako vas verovatno deblja hrskavica štiti od oštećenja zglobova nizvodno.“
Tim je ponovio eksperiment i koristio transkriptomiju da otkrije ekspresiju gena koja se desila u RNK izolovanoj iz mišje hrskavice, kostiju i limfnih čvorova. Oštećenje zglobova se odrazilo u ranim transkriptomskim promenama, a oba tretmana kombinovana su rezultirala ranom modulacijom imunološke signalizacije.
„Ono što je bilo zaista interesantno je da podaci o ekspresiji gena sugerišu da su dva leka uparena zajedno imala najveći efekat u slabljenju gena za oštećenje hrskavice, a posebno u promeni ekspresije imunih gena“, rekao je Ziemian.
Ovaj rezultat sugeriše da dolazi do suptilnih promena usled opterećenja i tretmana koji se ne mogu otkriti na nivou tkiva.
„Analiza ekspresije gena je super korisna za nas u smislu da vidimo sve ove imune gene izražene u hrskavici, što nije nužno bilo nešto što smo očekivali da vidimo“, rekao je Ziemian. „Hrskavica je tkivo koje nema puno, ako ih ima, imunih ćelija prisutnih u njemu normalno.“
Sledeći korak je da se utvrdi da li tretman paratiroidnim hormonom može da uspori ili čak preokrene napredovanje osteoartritisa kada je već prisutan i da se vidi da li se genski potpisi mogu koristiti u razvoju rane dijagnoze bolesti.
„Nalazi ukazuju na to da ovi tretmani mogu biti korisni i za ljude. A dobra stvar je što je ovi tretmani već odobreni od strane FDA, samo nisu odobreni za ovu primenu“, rekao je Van der Meulen.
