Postępy w badaniach rzucają nowe światło na osteoporozę, która do roku 2020 może dotknąć nawet połowę Amerykanów powyżej 50 roku życia.
Przez lata wydawało nam się, że rozumiemy osteoporozę: jest to choroba, w której kości stają się coraz bardziej kruche, ponieważ tracą gęstość, zwykle z powodu starzenia się, menopauzy i innych czynników, takich jak brak wapnia i witaminy D w diecie.
Obecnie jednak postępy w badaniach rzucają nowe światło na osteoporozę, która według przewidywań do roku 2020 będzie dotyczyć aż połowy Amerykanów powyżej 50 roku życia. Począwszy od diagnozy, poprzez zapobieganie, aż po leczenie osteoporozy, nowe badania wywracają do góry nogami nasze dawne rozumienie osteoporozy.
Dostosowywanie ryzyka osteoporozy
Złotym standardem" w diagnozowaniu osteoporozy jest badanie DEXA (absorpcjometria promieniowania rentgenowskiego o podwójnej energii), które mierzy gęstość kości w kręgosłupie, biodrze lub nadgarstku. Są to najczęstsze miejsca występowania złamań kości. Ale ten test, tak zaawansowany jak jest, ma ograniczenia.
"Wielu pacjentów z normalnymi pomiarami gęstości kości na skanie DEXA nadal ma złamania, a znaczna liczba pacjentów, u których skan DEXA wykazuje osteoporozę, nie ma złamań" - mówi Sundeep Khosla, MD, profesor medycyny i badacz osteoporozy w Mayo Clinic w Rochester, Minn. "DEXA mówi ci, ile kości jest obecnych, ale niewiele o wewnętrznej strukturze tej kości". Oczywiście, lekarze chcieliby być w stanie przewidzieć ryzyko złamania znacznie dokładniej, aby dopracować, kto jest najbardziej zagrożony złamaniem i najbardziej potrzebuje leków.
Khosla porównuje ludzki szkielet do mostu wykonanego z metalu. "Możesz mieć dwa mosty z taką samą ilością metalu w nich, ale jeden może być bardziej wytrzymały, tylko ze względu na sposób, w jaki jest skonstruowany", mówi. "Podobnie, ponieważ mikroarchitektura kości jednej osoby różni się od kości drugiej, ich rzeczywista wytrzymałość może być zupełnie inna".
Khosla i inni badacze osteoporozy badają nowe techniki obrazowania i techniki komputerowe, które pozwolą im zajrzeć do wnętrza kości i zobaczyć specyficzne cechy strukturalne. To pomoże im zbudować modele wytrzymałości kości, które mogą pomóc przewidzieć, którzy pacjenci są najbardziej narażeni na złamania.
Jedną z takich technik obrazowania jest tomografia komputerowa (CT) kręgosłupa i biodra. Naukowcy biorą trójwymiarowy obraz kości, który tworzy tomografia komputerowa, i stosują technikę modelowania komputerowego, która rozbija obraz na drobne kawałki. "Gęstość każdego kawałka pozwala oszacować wytrzymałość każdego kawałka i uzyskać ogólną wytrzymałość struktury" - mówi Khosla. "W zależności od tego, gdzie kość jest najsłabsza, może być bardziej lub mniej podatna na złamanie".
To jest wzięte na wyższy poziom w nowym instrumencie używanym do badania osteoporozy, zwanym wysokorozdzielczą obwodową tomografią ilościową. Ponieważ wykorzystuje ona wyższy poziom promieniowania, nie może być stosowana przy kręgosłupie lub w pobliżu ważnych organów, ale może być stosowana do obrazowania obszarów takich jak kości nadgarstka. "Rozdzielczość w przypadku skanerów obwodowych jest na tyle dobra, że można zobaczyć poszczególne elementy strukturalne, które dają znacznie więcej informacji o wytrzymałości kości" - mówi Khosla.
Przewiduje on, że skanery obwodowe, które mogą być niewiele droższe od dzisiejszego DEXA, mogą wkrótce zostać dopuszczone do użytku klinicznego. Ponieważ tomografia komputerowa jest znacznie droższa, może nie być stosowana jako samodzielne narzędzie przesiewowe. Jednak, gdy pacjent ma tomografię komputerową z innego powodu, stosunkowo łatwo jest uzyskać informacje o kości w tym samym czasie.
"Nadal musimy zgromadzić więcej danych na temat tego, jak te narzędzia przewidują ryzyko złamań, ale wstępne wyniki są obiecujące" - mówi Khosla.
Zrozumienie przebudowy kości
Bisfosfoniany były początkowo uważane za leki na osteoporozę, które pomagają budować masę kostną. Szybko jednak stało się jasne, że dzieje się tu coś więcej. U wielu pacjentów przyjmujących bisfosfoniany można zaobserwować jedynie skromny wzrost gęstości kości -- tak niewielki jak 1% -- a mimo to obserwuje się u nich znacznie większą redukcję ryzyka złamań, aż o 50%.
"Badania wykazały, że nie ma związku między tym, jak bardzo te leki budują masę kostną, a zmniejszeniem ryzyka złamań" - mówi Robert Heaney, M.D., profesor medycyny w Centrum Badań nad Osteoporozą w Creighton University School of Medicine w Omaha, Neb.
Naukowcy zdali sobie sprawę, że leki te spowalniają również tempo przebudowy kości - procesu, w którym istniejące obszary kości są usuwane, a następnie zastępowane nową kością. U kobiet w okresie menopauzy to tempo przebudowy kości podwaja się - a następnie ulega potrojeniu w wieku 60 lat.
"Wyobraź sobie, że zaczęłaś przebudowywać swój dom: najpierw postawiłaś dobudówkę z jednej strony, ale zanim to skończyłaś, postanowiłaś wyrwać garaż, a zanim to skończyłaś, postanowiłaś postawić pokład" - mówi Heaney. "Miałbyś dość kruchy dom. Tak właśnie dzieje się z przyspieszonym remodelingiem kości".
Teraz, gdy rozumieją znaczenie przebudowy kości, eksperci od osteoporozy próbują wykorzystać tę wiedzę, aby pomóc przewidzieć czynniki ryzyka osteoporozy. Opracowują narzędzia znane jako biomarkery, które są chemicznymi miarami tempa przebudowy kości, które można znaleźć w wydzielinach z krwi lub moczu. Istnieją już biomarkery tempa przebudowy kości, które bardzo dobrze sprawdzają się w dużych badaniach populacyjnych, mówi Heaney, ale nie ma jeszcze markerów, które sprawdzałyby się w gabinecie lekarskim, na poziomie pojedynczego pacjenta. Po opracowaniu dokładniejszych biomarkerów, te i zaawansowane techniki obrazowania mogą ogromnie poprawić nasze zrozumienie, kto jest najbardziej zagrożony osteoporozą.
"Dzięki temu będziemy mogli skupić się na tym, gdzie naprawdę leży problem: na nadmiernej przebudowie, która sprawia, że kości stają się kruche" - mówi Heaney.
Nowe metody leczenia osteoporozy
Kilka lat temu Heaney widział 18-letnią dziewczynę, która miała poważny wypadek samochodowy. Wyszła z niego tylko z kilkoma siniakami, a zdjęcia rentgenowskie wykazały, że miała niezwykle wysoką gęstość kości. Okazało się, że jej matka również miała gęstość kości znacznie powyżej średniej. Heaney i jego koledzy z Creighton zaczęli badać całą rodzinę - ponad 150 osób - i w końcu zidentyfikowali coś, co nazwali "genem wysokiej masy kostnej".
Szczególna mutacja w tym genie powoduje, że organizm wytwarza nieprawidłowo duże ilości białka zwanego LRP5 (low density lipoprotein receptor-related protein 5). LRP5 wpływa na to, ile kości jest tworzonych i utrzymywanych. "Żadna z osób z genem wysokiej masy kostnej nigdy niczego nie złamała, nawet gdyby spadła z dachu stodoły" - mówi Heaney.
Identyfikacja genu wysokiej masy kostnej i chemicznej ścieżki sygnalizacyjnej, w którą jest zaangażowany, otworzyła szeroki wachlarz nowych możliwości leczenia osteoporozy. "Perspektywą jest stworzenie leku lub leków na osteoporozę, które powodują, że organizm zachowuje się tak, jakby miał tę mutację, budując więcej kości" - mówi Heaney. Jego zdaniem leki skierowane na ten szlak są już w fazie testów na ludziach, ale zanim trafią na rynek, może minąć trochę czasu. "Ponieważ szlak ten działa na inne obszary ciała oprócz kości, musisz być pewien, że twój lek nie wywołuje niezamierzonych rezultatów w innych miejscach".
Naukowcy badają również nowe związki, zwane analogami witaminy D, jako potencjalne leki na osteoporozę. Leki te są w zasadzie doładowaną wersją suplementów witaminy D - cząsteczki, które zostały zmienione, w oparciu o strukturę witaminy D, aby zminimalizować utratę kości i zmaksymalizować tworzenie kości.
Jeden z tych leków, 2MD, okazał się bardzo obiecujący w zwierzęcych modelach osteoporozy, a obecnie jest badany u ludzi. "Drastycznie stymuluje tworzenie kości i jeśli będziemy w stanie zobaczyć coś, co choćby w przybliżeniu daje takie same wyniki u ludzi, to będzie to coś wielkiego" - mówi dr Neil Binkley, współdyrektor Centrum Klinicznego Osteoporozy i Programu Badawczego na Uniwersytecie Wisconsin-Madison. Kolejny plus: ponieważ lek jest oparty na witaminie D, Binkley przewiduje, że mogą nie wystąpić żadne niezwykłe efekty uboczne, a nawet może on pobudzić działanie układu odpornościowego w sposób, w jaki robi to naturalna witamina D.
Jednym z leków, który jest bliżej zatwierdzenia, jest eksperymentalne leczenie zwane denosumabem. Ten podawany dwa razy w roku zastrzyk jest obecnie w fazie III badań klinicznych i wykazano, że poprawia gęstość kości. Denosumab jest ukierunkowany na zupełnie nowy cel w osteoporozie: białko zwane ligandem RANK. Białko to odgrywa kluczową rolę w procesie, w którym komórki zwane osteoklastami niszczą kości. Naukowcy mają nadzieję, że lek pomoże utrzymać proces utraty kości w ryzach dzięki wymianie kości. Denosumab może być na rynku już pod koniec 2008 roku.
"Osteoporoza to dość młoda dziedzina" - mówi Binkley. "Kiedy byłem w szkole medycznej, diagnozowałeś osteoporozę tylko po tym, jak ktoś złamał kość, tak jak kiedyś diagnozowaliśmy chorobę serca tylko po ataku serca. Teraz wiemy więcej i opracowujemy lepsze narzędzia do diagnozowania, leczenia i zapobiegania osteoporozie."
