Достижения в области исследований меняют способ, которым эксперты по остеопорозу думают об этом широко распространенном заболевании.

Джина Шоу

В течение многих лет мы думали, что понимаем остеопороз: это заболевание, при котором кости становятся все более хрупкими по мере того, как они теряют плотность, обычно из-за старения, менопаузы и других факторов, таких как недостаток кальция и витамина D в рационе.

Но сегодня прогресс в исследованиях проливает новый свет на остеопороз, который, по прогнозам, затронет до половины всех американцев старше 50 лет к 2020 году.Новое исследование, от диагностики до профилактики и лечения остеопороза, переворачивает наше старое понимание остеопороза с ног на голову.

Тонкая настройка риска остеопороза

«Золотой стандарт» для диагностики остеопороза - это сканирование DEXA (двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия), которое измеряет плотность кости в позвоночнике, бедре или запястье. Это наиболее распространенные места переломов костей. Но этот тест, как бы он ни был продвинут, имеет ограничения.

«У многих пациентов с нормальными измерениями плотности кости при сканировании DEXA по-прежнему имеются переломы, и у значительного числа пациентов, у которых сканирование DEXA показывает остеопороз, переломов нет, - говорит Сандип Хосла, доктор медицинских наук, профессор медицины и исследователь остеопороза в Mayo. Клиника в Рочестере, штат Миннесота. «DEXA сообщает вам, сколько кости присутствует, но не о внутренней структуре этой кости». Очевидно, что врачи хотели бы иметь возможность более точно прогнозировать риск переломов, чтобы точно определить, кто подвержен наибольшему риску переломов и наиболее нуждается в лекарствах.

Хосла сравнивает человеческий скелет с мостом из металла. «У вас может быть два моста с одинаковым количеством металла, но один может быть более крепким, просто потому, что он построен», - говорит он. «Точно так же, поскольку микроархитектура костей одного человека отличается от костей другого человека, их фактическая сила может быть совершенно другой».

Khosla и другие исследователи остеопороза изучают новые методы визуализации и компьютерные технологии, которые позволят им выглядеть внутри кости, и увидеть конкретные структурные характеристики. Это поможет им построить модели прочности костей, которые помогут предсказать, у каких пациентов чаще всего возникают переломы.

Одним из таких методов визуализации является компьютерная томография (КТ) позвоночника и бедра. Исследователи берут трехмерное изображение кости, которое создает компьютерная томография, и используют технику компьютерного моделирования, которая разбивает изображение на крошечные кусочки. «Плотность каждого куска позволяет оценить прочность каждого куска и получить общую прочность конструкции», - говорит Хосла. «В зависимости от того, где кость самая слабая, она может быть более или менее подвержена переломам».

продолжение

Это достигло более высокого уровня в новом инструменте, используемом для исследования остеопороза, который называется периферическая количественная томография высокого разрешения. Поскольку он использует более высокий уровень излучения, его нельзя использовать на позвоночнике или вблизи жизненно важных органов, но его можно использовать для изображения таких областей, как кости запястья. «Разрешение с помощью периферийных сканеров достаточно хорошее, чтобы вы могли видеть отдельные структурные компоненты, которые дают вам гораздо больше информации о прочности кости», - говорит Хосла.

Он предсказывает, что периферийные сканеры, которые могут быть не намного дороже, чем современные DEXA, могут вскоре быть одобрены для клинического использования. Поскольку компьютерная томография значительно дороже, ее нельзя использовать в качестве отдельного инструмента скрининга. Однако, когда у пациента есть компьютерная томография по другой причине, относительно легко получить информацию о костях одновременно.

«Нам все еще нужно собрать больше данных о том, как эти инструменты предсказывают риск переломов, но первоначальные результаты являются многообещающими», - говорит Хосла.

Понимание ремоделирования костей

Бисфосфонатные препараты первоначально рассматривались как лечение остеопороза, которое помогло нарастить костную массу. Но вскоре стало ясно, что здесь происходит нечто большее. Многие пациенты, принимающие бисфосфонаты, могут видеть лишь незначительное увеличение плотности костей - всего лишь 1% - и тем не менее у них значительно снижается риск переломов - до 50%.

«Исследования показали, что нет никакой связи между тем, насколько эти препараты увеличивают костную массу, и снижением риска переломов», - говорит Роберт Хини, доктор медицинских наук, профессор медицины в Исследовательском центре остеопороза при Медицинской школе Университета Крейтон в Омахе, штат Небраска. ,

Ученые поняли, что препараты также замедляют скорость ремоделирования костей. -- процесс, при котором существующие участки кости отсекаются, а затем заменяются новой костью. У женщин в период менопаузы этот показатель ремоделирования кости удваивается, а затем возрастает втрое к началу 60-х годов.

«Представьте, что вы начали реконструировать свой дом: сначала вы наделили пристройку на одну сторону, но, прежде чем закончить, вы решили вырвать гараж, а перед тем, как закончить, решили поставить колоду», - говорит Хини. «У вас был бы довольно хрупкий дом. Вот что происходит с ускоренным ремоделированием кости».

продолжение

Теперь, когда они понимают важность ремоделирования кости, эксперты по остеопорозу пытаются использовать эти знания, чтобы помочь предсказать факторы риска остеопороза. Они разрабатывают инструменты, известные как биомаркеры, которые являются химическими показателями скорости ремоделирования костей, которые можно найти в выделениях из крови или мочи. По словам Хини, уже существуют биомаркеры скорости ремоделирования костей, которые очень хорошо работают в исследованиях с большой популяцией, но у них еще нет маркеров, которые бы хорошо работали в кабинете врача, на уровне отдельных пациентов. Как только будут разработаны более точные биомаркеры, эти и передовые методы визуализации могут значительно улучшить наше понимание того, кто наиболее подвержен риску остеопороза.

«Это позволяет нам сосредоточиться на том, в чем действительно заключается проблема: избыточное ремоделирование делает хрупкую кость», - говорит Хини.

Новое лечение остеопороза

Несколько лет назад Хини увидела 18-летнюю девочку, которая попала в серьезную автомобильную аварию. Она сбежала только с несколькими ушибами, и рентген показал, что у нее была необычно высокая плотность кости. Оказалось, что ее мать тоже имела плотность кости значительно выше средней. Хини и его коллеги в Крейтоне начали изучать всю семью - более 150 человек - и в итоге определили, что они называют «геном с высокой костной массой».

Конкретная мутация в этом гене заставляет организм вырабатывать аномально большие количества белка, называемого LRP5 (белок 5, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности). LRP5 влияет на то, сколько кости сформировано и поддерживается. «Никто из людей с геном с высокой костной массой ничего не сломал, даже если они упали с крыши сарая», - говорит Хини.

Идентификация гена с высокой костной массой и химического сигнального пути, который он включает, открыла широкий спектр новых возможностей для лечения остеопороза. «Перспектива здесь состоит в том, чтобы создать лекарство от остеопороза или лекарства, которые заставляют организм действовать так, как если бы у него была эта мутация, создавая больше костей», - говорит Хини. Он считает, что лекарства, нацеленные на этот путь, уже проходят испытания на людях, но может пройти некоторое время, прежде чем они смогут поступить в продажу. «Поскольку этот путь действует на другие области тела, кроме костей, вы должны быть уверены, что ваш препарат не даст непредвиденных результатов в других местах».

продолжение

Ученые также исследуют новые соединения, называемые аналогами витамина D, в качестве потенциального лечения остеопороза. Эти препараты, по сути, представляют собой версию витамина D с наддувом - молекулы, которые были изменены, основываясь на структуре витамина D, чтобы минимизировать потерю костной массы и максимизировать образование костной ткани.

Один из этих препаратов, 2MD, показал большую перспективность на животных моделях остеопороза, и в настоящее время изучается на людях. «Это значительно стимулирует формирование костей, и если мы сможем увидеть что-либо, что даже смутно приближается к таким же результатам у людей, это будет огромным», - говорит Нил Бинкли, доктор медицинских наук, со-директор Клинического центра остеопороза Исследовательская программа в университете Висконсин-Мэдисон. Еще один плюс: поскольку препарат основан на витамине D, Бинкли предсказывает, что не может быть никаких необычных побочных эффектов, и он может даже повысить функцию иммунной системы, как это делает натуральный витамин D.

Одним из препаратов, который ближе к одобрению, является экспериментальное лечение под названием деносумаб. Эта инъекция два раза в год в настоящее время проходит III фазу клинических испытаний, и было показано, что она улучшает плотность кости. Denosumab нацелен на совершенно новую мишень для остеопороза: белок под названием RANK-лиганд. Этот белок играет ключевую роль в процессе, посредством которого клетки, называемые остеокластами, разрушают кости. И исследователи надеются, что препарат поможет контролировать процесс потери костной массы с заменой кости. Деносумаб может появиться на рынке уже в конце 2008 года.

«Остеопороз - довольно молодая область», - говорит Бинкли. «Когда я учился в медицинской школе, вы диагностировали остеопороз только после того, как кто-то сломал кость, как мы привыкли диагностировать сердечные заболевания только после сердечного приступа. Сейчас мы знаем больше, и мы разрабатываем лучшие инструменты для диагностики, лечения и предотвратить остеопороз ".