Vielversprechendes Medikamentenziel zur Behandlung von Osteoporose entdeckt

BerlinOsteoporose führt dazu, dass die Knochen schwach und anfällig für Brüche werden. Jährlich verursacht diese Erkrankung 8,9 Millionen Brüche, also einen alle drei Sekunden. Besonders ältere Erwachsene sind betroffen und benötigen häufig eine langfristige Behandlung. Mit der steigenden Anzahl älterer Menschen wächst auch der Bedarf an effektiven Osteoporose-Behandlungen.

Teriparatid, das aus dem Parathormon (PTH) gewonnen wird, fördert den Knochenaufbau, indem es Osteoblasten, die Zellen, die Knochen bilden, wachsen lässt. Gleichzeitig verursacht es jedoch auch einen Knochenabbau, indem es Makrophagen in Osteoklasten umwandelt, die wiederum Knochen abbauen. Diese doppelte Wirkung könnte die Wirksamkeit der Behandlung verringern. Wissenschaftler verstehen noch nicht vollständig, wie dieser Prozess auf molekularer Ebene abläuft.

Professor Tadayoshi Hayata und Frau Chisato Sampei von der Tokyo University of Science haben untersucht, wie man Arzneimittelziele im Zusammenhang mit der PTH-Signalübertragung in Knochenzellen findet. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie am 20. Mai 2024 im Journal of Cellular Physiology.

Die Forscher behandelten Maus-Knochenzellen und lebende Mäuse mit Teriparatid. Anschließend analysierten sie Veränderungen in der Genaktivität der Zellen mittels RNA-Sequenzierung. Ihre Ergebnisse umfassten:

• Mehrere hochregulierte Gene
• Ein neuartiges, durch PTH induziertes Gen namens Gprc5a
• Gprc5a kodiert für einen verwaisten G-Protein-gekoppelten Rezeptor

Gprc5a wurde einst als nützliches Ziel für Therapien angesehen, aber seine Rolle bei der Entwicklung von Osteoblasten war nicht gut verstanden. Es ist bekannt, dass PTH die cAMP- und PKC-Wege aktiviert. Die Forscher entdeckten, dass die Aktivierung von cAMP und PKC auch die Gprc5a-Spiegel erhöhte, jedoch nicht so stark wie PTH. Dies deutet darauf hin, dass andere molekulare Wege beteiligt sein könnten.

Lesen Sie auch:

Heute · 03:13

Biomaterial-Startup: Unerwartete Hürden bei der Markteinführung

Wenn die Transkription blockiert wurde, hörte der Anstieg von Gprc5a auf. Die Blockierung der Proteinsynthese hatte jedoch keinen Einfluss darauf. Dies zeigt, dass Gprc5a früh transkribiert wird, wenn die PTH-Signalgebung erfolgt.

Sie untersuchten daraufhin, wie die Reduzierung der Gprc5a-Spiegel Osteoblasten beeinflusst. Obwohl die Stimulation durch PTH das Zellwachstum nicht veränderte, führte das Ausschalten von Gprc5a zu einer Zunahme der Gene und Marker für den Zellzyklus und die Differenzierung von Osteoblasten. Somit scheint Gprc5a diese Prozesse zu hemmen.

Die Forscher untersuchten, wie Gprc5a bei der durch PTH ausgelösten Knochenbildung wirkt. Sie entdeckten, dass Gprc5a mit einem Protein namens ALK3 interagiert, das Teil des Signalwegs für Knochenmorphogenese-Proteine (BMP) ist. Als sie die Menge von Gprc5a erhöhten, verringerte dies die BMP-Signalübertragung über ALK3.

Das Gen Gprc5a wird durch Parathormon (PTH) beeinflusst und hemmt das Wachstum und die Entwicklung von Knochenzellen, indem es die BMP-Signalübertragung teilweise blockiert. Gprc5a könnte eine potenzielle neue Behandlungsoption für Osteoporose darstellen.

Professor Hayata vermutet, dass das Blockieren von Gprc5a dazu beitragen könnte, dass Teriparatid bei Patienten, die auf die übliche Behandlung nicht ansprechen, wirksamer ist. Diese Forschung könnte zu einem besseren Leben für Menschen mit Osteoporose führen.