Οι βιολόγοι της NUS έχουν εντοπίσει μια οδό για τη μείωση της απορρόφησης των οστών και τη διατήρηση της υγείας των οστών για πιθανώς καλύτερα αποτελέσματα θεραπείας. Η οστεοπόρωση είναι η πιο κοινή ασθένεια των οστών που σχετίζεται με την ηλικία και επηρεάζει εκατοντάδες εκατομμύρια άτομα παγκοσμίως. Εκτιμάται ότι μία στις τρεις γυναίκες και ένας στους πέντε άνδρες ηλικίας άνω των 50 ετών πάσχουν από κατάγματα οστεοπορωτικών οστών. Στους γηράσκοντες πληθυσμούς, η συχνότητα των καταγμάτων του ισχίου αυξάνεται δραματικά, με αποτέλεσμα υψηλό κίνδυνο νοσηρότητας και θνησιμότητας. Ως εκ τούτου, η οστεοπόρωση είναι μια άμεση και σημαντική ανησυχία για την υγεία στη Σιγκαπούρη και παγκοσμίως.
Η οστεοπόρωση προκαλείται από υπερβολική δραστηριότητα των κυττάρων απορρόφησης των οστών, που ονομάζονται οστεοκλάστες, ενώ η δραστηριότητα των κυττάρων που σχηματίζουν οστά, που ονομάζονται οστεοβλάστες, μειώνεται. Σε υγιή άτομα, μια ισορροπημένη δραστηριότητα αυτών των δύο κυτταρικών τύπων επιτρέπει τη συνεχή ανανέωση των οστών για τη διατήρηση υγιών και ισχυρών οστών. Στην οστεοπόρωση, η δυσανάλογη απορρόφηση των οστών οδηγεί σε χαμηλή οστική πυκνότητα και κατά συνέπεια αδύναμα και επιρρεπή σε κατάγματα οστά. Όταν ο νέος σχηματισμός οστού δεν μπορεί να καλύψει την απώλεια οστού, το οστό τελικά εξασθενεί και γίνεται πιο επιρρεπές σε κατάγματα.
Οι περισσότερες τρέχουσες θεραπείες οστεοπόρωσης περιλαμβάνουν τη χρήση διφωσφονικών, τα οποία εμποδίζουν τη δραστηριότητα των οστεοκλαστών και έτσι αποτρέπουν την υπερβολική απορρόφηση των οστών. Ωστόσο, η παρατεταμένη θεραπεία με αυτά τα φάρμακα εξαλείφει την απαραίτητη αλλαγή οστού που οδηγεί σε αυξημένο κίνδυνο κατάγματος και άλλες ανεπιθύμητες παρενέργειες. Επομένως, υπάρχει επείγουσα ανάγκη να αναπτυχθούν νέες στρατηγικές που ξεπερνούν τους περιορισμούς των τρεχουσών θεραπειών.
Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Christoph Winkler και αποτελούμενη από τους συναδέλφους του Dr. Phan Quang Tien και Dr. Tan Wen Hui από το Τμήμα Βιολογικών Επιστημών της NUS, σε συνεργασία με ομάδες στο Ινστιτούτο Genome Singapore (GIS) και το Πανεπιστήμιο του Wuerzburg εντόπισε έναν μηχανισμό για τον έλεγχο της στρατολόγησης οστεοκλαστών σε θέσεις επαναρρόφησης των οστών. Χρήση γενετικής ανάλυσης σε ένα μικρό εργαστηριακό μοντέλο ψαριού, το ιαπωνικό medaka (Oryzias latipes), η ερευνητική ομάδα εντόπισε μια μικρή πρωτεΐνη, τη χημειοκίνη CXCL9, η οποία απελευθερώνεται από οστεοβλάστες που βρίσκονται στην επιφάνεια της μήτρας των οστών. Υπό οστεοπορωτικές συνθήκες, το CXCL9 διαχέεται προς δεξαμενές που συγκρατούν πρόδρομους οστεοκλάστες. Αυτοί οι πρόδρομοι οστεοκλάστες παράγουν έναν υποδοχέα, CXCR3, στην κυτταρική τους επιφάνεια. Με την ενεργοποίηση από το CXCL9, οι πρόδρομοι οστεοκλάστες κινητοποιούνται και μεταναστεύουν σε μεγάλες αποστάσεις με πολύ κατευθυνόμενο τρόπο προς τη μήτρα των οστών, όπου αρχίζουν να απορροφούν τα οστά.
Τόσο το CXCL9 όσο και ο υποδοχέας CXCR3 είναι γνωστό από καιρό ότι ρυθμίζουν τη μετανάστευση των ανοσοκυττάρων σε θέσεις φλεγμονής, για παράδειγμα στην ψωρίαση και τη ρευματοειδή αρθρίτιδα. Ο ρόλος τους στην οστεοπόρωση και στη στρατολόγηση οστών κυττάρων, ωστόσο, είναι άγνωστος. Υπάρχουν αρκετοί χημικοί αναστολείς που εμποδίζουν τη δραστηριότητα του CXCR3 που είχαν μικρή επιτυχία σε κλινικές δοκιμές για τη θεραπεία της ψωρίασης. Η ερευνητική ομάδα έδειξε ότι αυτοί οι αναστολείς είναι πολύ αποτελεσματικοί στον αποκλεισμό της πρόσληψης οστεοκλαστών και στην προστασία των οστών από την οστεοπορωτική προσβολή.
Ο καθηγητής Winkler είπε, “Οι μελέτες μας παρείχαν νέες οδούς για τη θεραπεία της οστεοπόρωσης. Η νέα στρατηγική επιτρέπει μια λεπτομερή ρύθμιση των αριθμών οστεοκλαστών που προσλαμβάνονται στη μήτρα των οστών και όχι μια εκτεταμένη απόφραξη της δραστηριότητας των οστεοκλαστών όπως στις παραδοσιακές θεραπείες. Αυτό έχει σημαντικά πλεονεκτήματα όπως Η υπερβολική απορρόφηση των οστών μπορεί να αποφευχθεί με στοχευμένο τρόπο, αλλά η φυσιολογική ανακύκλωση των οστών θα συνεχιστεί. Αυτό προσφέρει δυνατότητες αποφυγής αυξημένων κινδύνων κατάγματος σε ασθενείς με οστεοπόρωση και διατήρησης υγιούς οστού για βελτιωμένη ποιότητα ζωής”.