Paratyreoideahormonbehandling hjälper till att bromsa utvecklingen av artros

Forskare från Cornell fann att förbehandling med paratyreoideahormon, som vanligtvis används för att öka benmassan vid benskörhet, kan hjälpa till att förbättra broskhälsa och bromsa utvecklingen av artros.

Teamet leds av Marjolein van der Meulen, chef för School of Biomedical Engineering. James M. Och Marsha McCormick vid Cornell College of Engineering, har också identifierat genuttryckssignaturer som potentiellt skulle kunna användas för tidig upptäckt av degenerativ ledsjukdom.

Resultaten publicerades i Science Advances. Medförfattare till artikeln är Adrien Antoinette och Sofia Zimyan.

Van der Meulen är specialiserad på att studera mekanikens roll i skelettet och hur muskuloskeletala systemet - ben, brosk, leder - reagerar på belastning, med hjälp av tekniker för att applicera vikt och kompression på underbenet och knäleden.

Belastningen har sina för- och nackdelar. Det ökar benmassan och kan användas som en terapi för osteoporos. Samtidigt skadar stress även brosket i lederna, liknande den degeneration man ser vid artros. Van der Meulen och hennes laboratorium fokuserar alltmer på den roll som ben spelar i utvecklingen av ledskador.

I den nya studien följde teamet en process i två steg. De behandlade först mössen dagligen med paratyreoideahormon, ett läkemedel som ordinerats mot osteoporos, för att öka benmassan i åtta veckor. I den andra fasen applicerade teamet daglig stress på musens skenben och använde en annan osteoporosbehandling, alendronat, som effektivt stänger av benets förmåga att reparera sig själv (ombygga) i sex veckor.

Figuren visar omfattningen av broskskador efter 6 veckors daglig belastning och behandling jämfört med ett kontrollknä utan belastning och ingen broskskada. Brosket är färgat rött och benet är blågrönt. Generellt sett visade förbehandling med bisköldkörtelhormon före träning och behandling med alendronat under träning minst broskskador (förlust av rödfärgad vävnad) och bättre broskbevarande. Källa: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk8402

Forskare fann att bisköldkörtelhormon direkt förbättrade broskhälsa och bromsade utvecklingen av skador, medan alendronat minskade subkondrala benförändringar i samband med artros.

"Även efter sex veckors skada var effekten av den åtta veckor långa förbehandlingen fortfarande betydande. Paratyreoideahormon gjorde mer än att bara öka benmassan, eftersom det visar sig att det också fungerar på brosk", sa van der Meulen. "Mössens knän hade tjockare brosk efter åtta veckor, vilket var oväntat. Tjockare brosk skyddar sannolikt mot ledskador senare."

Teamet upprepade experimentet och använde transkriptomik för att analysera genuttryck i RNA isolerat från brosk, ben och lymfkörtlar hos möss. Ledskador återspeglades i tidiga transkriptomiska förändringar, och båda behandlingarna kombinerade resulterade i tidig modulering av immunsignalering.

"Genexpressionsstudier visade att båda läkemedlen tillsammans hade den största effekten för att minska uttrycket av gener förknippade med broskskador, särskilt att förändra uttrycket av immungener", sa Zimyan.

Nästa steg är att avgöra om paratyreoideahormonbehandling kan bromsa eller till och med vända utvecklingen av artros när den väl uppstår och använda gensignaturer för att utveckla tidig diagnostik för sjukdomen.

"Fynden tyder på att dessa behandlingar kan vara användbara även för människor. Och den goda nyheten är att dessa behandlingar redan är godkända av FDA, men inte för denna användning," sa van der Meulen.