Forskningen i forskning endrer måten osteoporoseeksperter tenker på denne utbredte sykdommen.

Av Gina Shaw

I mange år har vi trodd at vi forsto osteoporose: det er en sykdom hvor beinene blir mer og mer skjøre som de taper tetthet, vanligvis på grunn av aldring, overgangsalder og andre faktorer som mangel på kalsium og vitamin D i kosten.

Men i dag er forskuddene i forskning kaster nytt lys på osteoporose, som antas å påvirke så mange som halvparten av alle amerikanere over 50 år ved år 2020.Fra diagnose til forebygging mot osteoporosebehandling, gjør ny forskning vår gamle forståelse av osteoporose opp ned.

Finjustering av osteoporose risiko

"Gullstandard" -testen for å diagnostisere osteoporose er DEXA-skanningen (dual energy røntgenabsorptiometri), som måler bein tetthet i ryggraden, hofte eller håndleddet. Dette er de vanligste stedene for beinfrakturer. Men denne testen, så avansert som den, har begrensninger.

"Mange pasienter med normal bein tetthet målinger på en DEXA-skanning har fortsatt brudd, og et betydelig antall pasienter som DEXA-skanning viser osteoporose ikke får brudd," sier Sundeep Khosla, MD, professor i medisin og osteoporoseforsker ved Mayo Clinic i Rochester, Minn. "DEXA forteller deg hvor mye ben er til stede, men ikke mye om den indre strukturen til det benet." Det er klart at leger vil kunne forutsi bruddrisiko mye mer nøyaktig, for å finjustere hvem som har størst risiko for brudd og de fleste som har behov for medisinering.

Khosla sammenligner det menneskelige skjelettet med en bro av metall. "Du kan ha to broer med samme mengde metall i dem, men man kan være mer robust, bare på grunn av måten den er konstruert," sier han. "På samme måte, fordi mikroarkitekturen til en persons ben er forskjellig fra en annen, kan deres faktiske styrke være ganske annerledes."

Khosla og andre osteoporoseforskere studerer nye bilder og datateknikker som gjør at de kan se ut innsiden benet, og se spesifikke strukturelle egenskaper. Dette vil hjelpe dem å bygge modeller av beinstyrke som kan bidra til å forutsi hvilke pasienter som mest sannsynlig har brudd.

En slik avbildningsteknikk er datatomografi (CT) skanning av rygg og hode. Forskere tar det tredimensjonale bildet av beinet som CT-skanningen skaper, og bruker en datamodellteknikk som bryter bildet ned i små stykker. "Tettheten i hvert stykke gir deg mulighet til å estimere styrken til hvert stykke, og få den samlede styrken av strukturen," sier Khosla. "Avhengig av hvor et bein er svakest, kan det være mer eller mindre utsatt for brudd."

Fortsatt

Det er tatt til et høyere nivå i et nytt instrument som brukes til å studere osteoporose, kalt høyoppløselig perifer kvantitativ tomografi. Fordi det bruker et høyere nivå av stråling, kan den ikke brukes på ryggraden eller nær vitale organer, men den kan brukes til bildeområder som håndleddben. "Oppløsningen med perifere skannere er god nok til at du kan se enkelte strukturelle komponenter, noe som gir deg mye mer informasjon om styrken på beinet," sier Khosla.

Han forutser at perifere skannere, som kanskje ikke er mye dyrere enn dagens DEXA, snart kan godkjennes for klinisk bruk. Siden CT-skanning er betydelig dyrere, kan de ikke brukes som et frittstående screeningsverktøy. Men når en pasient har en CT-skanning av en annen grunn, er det relativt enkelt å få beininformasjon samtidig.

"Vi trenger fortsatt å samle mer data om hvordan disse verktøyene forutsier bruddrisiko, men de første resultatene er lovende," sier Khosla.

Forståelse av benreformasjon

Bisfosfonater ble opprinnelig tenkt som osteoporose behandlinger som bidro til å bygge benmasse. Men det ble snart klart at noe mer foregikk her. Mange pasienter som tar bisfosfonater, ser bare en beskjeden økning i bein tetthet - så lite som 1% - og likevel har de en mye større reduksjon i risikoen for brudd, så mye som 50%.

"Forskning har vist at det ikke er noen sammenheng mellom hvor mye disse stoffene bygger beinmasse og reduksjon i bruddrisiko, sier Robert Heaney, MD, professor i medisin ved Osteoporosis Research Center ved Creighton University School of Medicine i Omaha, Neb .

Vitenskapsmenn innså at stoffene også senket hastigheten på beinreparasjon -- prosessen der eksisterende beinområder er paret bort, senere erstattet med nytt bein. I menopausale kvinner fordobles denne beinreformen, og det tredobles av en kvinnes tidlige 60-årige.

"Tenk deg om du begynte å ombygge huset ditt: Først legger du en forlengelse på den ene siden, men før du er ferdig med det, bestemte du deg for å rive ut garasjen, og før du fullførte det bestemte du deg for å sette et dekk på, sier Heaney. "Du ville ha et ganske skjøre hus. Det er det som skjer med akselerert beinreparasjon."

Fortsatt

Nå som de forstår viktigheten av beinreparasjon, prøver osteoporoseeksperter å bruke den kunnskapen til å bidra til å forutsi osteoporose risikofaktorer. De utvikler verktøy kjent som biomarkører, som er kjemiske tiltak for hastigheten på beinreparasjon som kan finnes i sekreter fra blod eller urin. Det er allerede biomarkører for graden av beinreparasjon som fungerer veldig bra i store befolkningsstudier, sier Heaney, men de har ennå ikke markører som fungerer bra på legekontoret, på individuelt pasientnivå. Nok en gang nøyaktig biomarkører er utviklet, kan disse og avanserte billedteknikkene forbedre vår forståelse av hvem som er størst risiko for osteoporose.

"Dette gjør at vi kan fokusere på hvor problemet egentlig ligger: den overdrevne ombyggingen som gjør benet skjør," sier Heaney.

Nye Osteoporose Behandlinger

For noen år siden så Heaney en 18 år gammel jente som hadde vært i en alvorlig bilulykke. Hun hadde rømt med bare noen få blåmerker, og røntgenstråler viste at hun hadde uvanlig høy bein tetthet. Det viste seg at hennes mor også hadde bein tetthet godt over gjennomsnittet. Heaney og hans kolleger på Creighton begynte å studere hele familien - over 150 mennesker - og til slutt identifiserte hva de kaller "høyt benmassegenet".

En bestemt mutasjon i dette genet får kroppen til å lage unormalt høye mengder av et protein som kalles LRP5 (lavdensitets lipoproteinreseptorrelatert protein 5). LRP5 påvirker hvor mye bein dannes og vedlikeholdes. "Ingen av folkene med det høye benmassegenet hadde noen gang brutt noe, selv om de hadde falt av lågetaket," sier Heaney.

Identifikasjonen av det høye benmassegenet og den kjemiske signalveien det innebærer, har åpnet et bredt spekter av nye muligheter for behandling av osteoporose. "Utsiktene her er å bygge et osteoporose medikament eller stoffer som får kroppen til å fungere som om den har den mutasjonen, bygge opp mer bein," sier Heaney. Han mener at narkotika rettet mot denne veien allerede er i menneskelig testing, men det kan ta litt tid før de kan komme på markedet. "Fordi denne vei virker på andre områder av kroppen i tillegg til bein, må du være sikker på at stoffet ditt ikke produserer utilsiktede resultater andre steder."

Fortsatt

Forskere undersøker også nye forbindelser, kalt vitamin D-analoger, som potensielle osteoporose-behandlinger. Disse stoffene er i hovedsak en superladet versjon av vitamin D-tilskudd - molekyler som har blitt endret, basert på vitamin Ds struktur, for å minimere bentap og maksimere beindannelse.

Et av disse stoffene, 2MD, har vist godt løfte i dyremodeller av osteoporose, og undersøkes nå hos mennesker. "Det stimulerer dramatisk bendannelse, og hvis vi kan se noe som til og med nærmer seg samme type resultater i mennesker, vil dette bli stort," sier Neil Binkley, MD, meddirektør for klinisk senter for osteoporose og Forskningsprogram ved University of Wisconsin-Madison. Et annet pluss: fordi stoffet er basert på vitamin D, forutser Binkley at det ikke kan være noen uvanlige bivirkninger, og det kan til og med øke immunsystemets funksjon som naturlig vitamin D gjør.

Et stoff som er nærmere godkjenning er en eksperimentell behandling kalt denosumab. Denne injeksjonen to ganger årlig er nå i fase III kliniske studier, og har vist seg å forbedre bein tetthet. Denosumab er rettet mot et helt nytt mål for osteoporose: et protein som heter RANK-ligand. Dette proteinet spiller en nøkkelrolle i prosessen der celler som kalles osteoklaster bryter ned ben. Og forskere håper stoffet vil bidra til å holde prosessen med bein tap i sjakk med bein erstatning. Denosumab kan være på markedet så sent som i 2008.

"Osteoporose er et ganske ungt felt," sier Binkley. "Da jeg var i medisinsk skole, diagnostiserte du bare osteoporose etter at noen hadde knust et bein, akkurat som vi pleide å bare diagnostisere hjertesykdom etter et hjerteinfarkt. Vi vet mer nå, og vi utvikler bedre verktøy for å diagnostisere, behandle og hindre osteoporose. "