Kemajuan dalam penyelidikan mengubah cara ahli pakar osteoporosis berfikir tentang penyakit ini yang meluas.

Oleh Gina Shaw

Selama bertahun-tahun, kita fikir kita memahami osteoporosis: penyakit ini di mana tulang menjadi lebih rapuh kerana mereka kehilangan ketumpatan, biasanya disebabkan oleh penuaan, menopaus, dan faktor lain seperti kekurangan kalsium dan vitamin D dalam diet.

Tetapi hari ini, kemajuan dalam penyelidikan menumpahkan cahaya baru kepada osteoporosis, yang dijangkakan akan menjejaskan sebanyak separuh daripada semua rakyat Amerika berusia lebih 50 tahun menjelang tahun 2020.Dari diagnosis untuk pencegahan kepada rawatan osteoporosis, penyelidikan baru mengubah kefahaman lama kami tentang osteoporosis terbalik.

Rantaian osteoporosis Fine-tuning

Ujian "ujian emas" untuk mendiagnosis osteoporosis ialah imbasan DEXA (dual energy absorptiometry X-ray), yang mengukur kepadatan tulang di tulang belakang, pinggul, atau pergelangan tangan. Ini adalah lokasi yang paling biasa untuk patah tulang. Tetapi ujian ini, seperti yang lebih maju, mempunyai batasan.

"Ramai pesakit dengan pengukuran ketumpatan tulang normal pada imbasan DEXA masih mengalami patah tulang, dan sejumlah besar pesakit yang mengimbas DEXA menunjukkan osteoporosis tidak mengalami patah tulang," kata Sundeep Khosla, MD, profesor penyelidik perubatan dan osteoporosis di Mayo Klinik di Rochester, Minn. "DEXA memberitahu anda berapa banyak tulang yang ada, tetapi tidak banyak tentang struktur dalaman tulang itu." Jelasnya, doktor ingin dapat meramalkan risiko patah lebih tepat, untuk menyesuaikan dengan siapa yang paling berisiko mengalami patah tulang dan yang paling memerlukan ubat.

Khosla membandingkan kerangka manusia untuk jambatan yang diperbuat daripada logam. "Anda boleh mempunyai dua jambatan dengan jumlah logam yang sama di dalamnya, tetapi mungkin lebih kukuh, hanya kerana cara itu dibina," katanya. "Begitu juga, kerana mikroarkitur tulang satu orang berbeza daripada yang lain, kekuatan sebenarnya mungkin agak berbeza."

Khosla dan penyelidik osteoporosis lain sedang mengkaji teknik pencitraan dan teknik baru yang akan membolehkan mereka kelihatan dalam tulang, dan melihat ciri-ciri struktur tertentu. Ini akan membantu mereka membina model kekuatan tulang yang boleh membantu meramalkan mana pesakit yang paling mungkin mengalami patah tulang.

Satu teknik pengimejan seperti itu dikira tomografi (CT) mengimbas tulang belakang dan pinggul. Para penyelidik mengambil imej tiga dimensi tulang yang dihasilkan CT scan, dan menggunakan teknik pemodelan komputer yang memecah gambar ke dalam kepingan kecil. "Ketumpatan setiap bahagian membolehkan anda menganggarkan kekuatan setiap bahagian, dan mendapatkan kekuatan keseluruhan struktur," kata Khosla. "Bergantung pada mana tulang paling lemah, ia mungkin lebih kerap berlaku patah tulang."

Berlanjutan

Itu dibawa ke tahap yang lebih tinggi dalam instrumen baru yang digunakan untuk mengkaji osteoporosis, dipanggil tomografi kuantitatif periferal tinggi. Kerana ia menggunakan radiasi tahap yang lebih tinggi, ia tidak boleh digunakan di tulang belakang atau berhampiran organ penting, tetapi ia boleh digunakan untuk kawasan imej seperti tulang pergelangan tangan. "Resolusi dengan pengimbas periferal adalah cukup baik sehingga anda dapat melihat komponen struktur individu, yang memberi anda lebih banyak maklumat mengenai kekuatan tulang," kata Khosla.

Beliau meramalkan bahawa pengimbas periferi, yang mungkin tidak jauh lebih mahal daripada DEXA hari ini, tidak lama lagi boleh diluluskan untuk kegunaan klinikal. Oleh kerana imbasan CT jauh lebih mahal, mereka tidak boleh digunakan sebagai alat pemeriksaan yang berdiri sendiri. Walau bagaimanapun, apabila pesakit mempunyai imbasan CT untuk sebab yang lain, ia agak mudah untuk mendapatkan maklumat tulang pada masa yang sama.

"Kami masih perlu mengumpulkan lebih banyak data mengenai bagaimana alat-alat ini meramalkan risiko patah, tetapi keputusan awalnya menjanjikan," kata Khosla.

Memahami Pengubahsuaian Tulang

Ubat bisphosphonate pada asalnya dianggap sebagai rawatan osteoporosis yang membantu membina jisim tulang. Tetapi tidak lama lagi menjadi jelas bahawa sesuatu yang lebih banyak berlaku di sini. Ramai pesakit yang mengambil bifosfonat hanya dapat melihat peningkatan kepadatan tulang yang sederhana - sekurang-kurangnya 1% - tetapi mereka mempunyai pengurangan yang lebih besar dalam risiko patah tulang mereka, sebanyak 50%.

"Penyelidikan telah menunjukkan bahawa tidak terdapat hubungan antara berapa banyak ubat ini membina jisim tulang dan pengurangan risiko patah," kata Robert Heaney, MD, seorang profesor perubatan di Pusat Penyelidikan Osteoporosis di Creighton University School of Medicine di Omaha, Neb .

Para saintis menyedari bahawa dadah juga memperlambat kadar pembentukan semula tulang -- proses di mana tulang-tulang tulang yang sedia ada diikat, kemudian diganti dengan tulang baru. Dalam wanita menopaus, kadar pengubahsuaian tulang beregu - dan kemudian ia menjadi tiga kali ganda oleh wanita awal 60an.

"Bayangkan jika anda mula membina semula rumah anda: pertama anda meletakkan pelanjutan di satu pihak, tetapi sebelum anda selesai, anda memutuskan untuk merobohkan garaj itu, dan sebelum itu selesai, anda memutuskan untuk meletakkan dek," kata Heaney. "Anda akan mempunyai rumah yang rapuh. Itulah yang berlaku dengan pembentukan semula tulang dipercepatkan."

Berlanjutan

Sekarang mereka memahami pentingnya pembentukan semula tulang, pakar osteoporosis cuba menggunakan pengetahuan itu untuk membantu meramalkan faktor risiko osteoporosis. Mereka sedang membangun alat yang dikenali sebagai biomarker, yang merupakan ukuran kimia kadar pembentukan semula tulang yang boleh didapati dalam rembesan daripada darah atau air kencing. Sudah ada biomarker untuk kadar remodeling tulang yang berfungsi dengan baik dalam kajian penduduk yang besar, kata Heaney, tetapi mereka belum lagi mempunyai penanda yang berfungsi dengan baik di pejabat doktor, pada tingkat pesakit individu. Sekali lagi biomarker yang lebih tepat dikembangkan, teknik pengimejan dan pencahayaan lanjutan ini dapat meningkatkan pemahaman kita tentang siapa yang paling berisiko daripada osteoporosis.

"Ini membolehkan kita memberi tumpuan kepada masalah di mana masalahnya: pembentukan semula lebihan yang membuat tulang rapuh," kata Heaney.

Rawatan Osteoporosis Baru

Beberapa tahun yang lalu, Heaney melihat seorang gadis berusia 18 tahun yang mengalami kemalangan kereta yang serius. Dia melarikan diri dengan hanya beberapa lebam, dan X-ray mendedahkan bahawa dia mempunyai ketumpatan tulang yang luar biasa tinggi. Ternyata ibu juga mempunyai ketumpatan tulang di atas purata. Heaney dan rakan-rakannya di Creighton mula mengkaji seluruh keluarga - lebih daripada 150 orang - dan akhirnya mengenal pasti apa yang mereka sebut sebagai "gen jisim tulang yang tinggi."

Mutasi tertentu dalam gen ini menyebabkan badan membuat jumlah yang sangat tinggi protein yang dipanggil LRP5 (protein yang berkaitan dengan reseptor lipoprotein kepadatan rendah 5). LRP5 mempengaruhi berapa banyak tulang yang terbentuk dan dikekalkan. "Tiada seorang pun yang mempunyai gen jisim tulang yang tinggi pernah memecahkan apa-apa, walaupun mereka jatuh dari bumbung," kata Heaney.

Pengenalpastian gen jisim tulang yang tinggi dan laluan isyarat kimia yang melibatkannya telah membuka pelbagai kemungkinan baru untuk rawatan osteoporosis. "Prospek di sini adalah untuk membina ubat osteoporosis atau ubat yang menyebabkan tubuh bertindak seolah-olah ia mempunyai mutasi, membina lebih banyak tulang," kata Heaney. Beliau percaya bahawa dadah yang bertujuan untuk laluan ini sudah dalam ujian manusia, tetapi mungkin mengambil sedikit masa sebelum mereka boleh masuk ke pasaran. "Oleh kerana laluan ini bertindak ke bahagian lain dari tubuh selain tulang, anda perlu memastikan bahawa ubat anda tidak menghasilkan hasil yang tidak diinginkan di tempat lain."

Berlanjutan

Para saintis juga menyiasat sebatian baru, yang dikenali sebagai analog vitamin D, sebagai rawatan osteoporosis yang berpotensi. Ubat-ubatan ini, pada dasarnya, versi supercharged vitamin D tambahan - molekul yang telah diubah, berdasarkan struktur vitamin D, untuk mengurangkan kehilangan tulang dan memaksimumkan pembentukan tulang.

Salah satu ubat ini, 2MD, telah menunjukkan janji besar dalam model osteoporosis haiwan, dan kini sedang dikaji pada manusia. "Ia secara dramatik merangsang pembentukan tulang, dan jika kita dapat melihat apa-apa yang samar-samar menghampiri jenis hasil yang sama pada manusia, ini akan menjadi besar," kata Neil Binkley, MD, pengarah bersama Pusat Klinik Osteoporosis dan Program Penyelidikan di University of Wisconsin-Madison. Satu lagi tindak balas: kerana ubat itu berasaskan vitamin D, Binkley meramalkan bahawa tidak mungkin ada kesan sampingan yang luar biasa, dan ia juga boleh meningkatkan fungsi sistem imun dengan cara vitamin D semula jadi.

Satu ubat yang lebih dekat dengan kelulusan adalah rawatan percubaan yang dipanggil denosumab. Suntikan ini dua kali setahun kini dalam ujian klinikal Tahap III, dan telah ditunjukkan untuk meningkatkan kepadatan tulang. Denosumab bertujuan untuk sasaran baru untuk osteoporosis: protein yang dipanggil ligan RANK. Protein ini memainkan peranan penting dalam proses yang mana sel-sel yang memanggil osteoklas memecahkan tulang. Dan penyelidik berharap ubat ini akan membantu mengekalkan proses kehilangan tulang di periksa dengan penggantian tulang. Denosumab boleh berada di pasaran sebaik sahaja lewat tahun 2008.

"Osteoporosis adalah medan yang agak muda," kata Binkley. "Apabila saya berada di sekolah perubatan, anda menghidap osteoporosis hanya selepas seseorang memecahkan tulang, sama seperti kita hanya mendiagnosis penyakit jantung selepas serangan jantung. Kita tahu lebih banyak sekarang, dan kita sedang membangunkan alat yang lebih baik untuk mendiagnosis, merawat, dan mencegah osteoporosis. "