Förskott i forskning förändrar hur osteoporosexperterna tänker på denna utbredda sjukdom.

Av Gina Shaw

I åratal har vi funnit att vi förstod osteoporos: det är en sjukdom där benen blir alltmer ömtåliga eftersom de förlorar densitet, vanligtvis på grund av åldrande, klimakteriet och andra faktorer som brist på kalcium och D-vitamin i kosten.

Men idag framskrider forskningen med ny strålning på osteoporos, vilket beräknas påverka så många som hälften av alla amerikaner över 50 år senast 2020.Från diagnos till förebyggande till behandling med osteoporos väcker ny forskning vår gamla förståelse av osteoporos upp och ner.

Finjustering av osteoporosrisk

"Guldstandard" -testet för att diagnostisera osteoporos är DEXA-scanningen (dual energy röntgenabsorptiometri), som mäter bentäthet i ryggraden, höften eller handleden. Dessa är de vanligaste ställena för benfrakturer. Men detta test, så avancerat som det är, har begränsningar.

"Många patienter med normala bendensitetsmätningar på en DEXA-scan har fortfarande frakturer och ett stort antal patienter vars DEXA-scan visar osteoporos får inte sprickor", säger Sundeep Khosla, MD, professor i medicin och osteoporosforskare vid Mayo Clinic i Rochester, Minn. "DEXA berättar hur mycket ben är närvarande, men inte mycket om den inre strukturen hos det benet." Läkare skulle självklart vilja kunna förutse sprickrisker mycket mer exakt, för att finjustera vem som är störst risk för sprickor och mest i behov av medicinering.

Khosla jämför det mänskliga skelettet med en bro av metall. "Du kan ha två broar med samma mängd metall i dem, men man kan vara mer robust, bara på grund av hur den är konstruerad," säger han. "På samma sätt, eftersom mikroarkitekturen hos en persons ben är annorlunda än en annans, kan deras faktiska styrka vara ganska annorlunda."

Khosla och andra osteoporosforskare studerar nya bild- och datortekniker som gör det möjligt för dem att titta inuti benet och se specifika strukturella egenskaper. Detta kommer att hjälpa dem att bygga modeller av benstyrka som kan hjälpa till att förutsäga vilka patienter som mest sannolikt har frakturer.

En sådan bildteknik är beräknad tomografi (CT) -skanning av ryggrad och höft. Forskare tar den tredimensionella bilden av benet som CT-skanningen skapar, och använder en datormodellteknik som bryter bilden ner i små bitar. "Tätheten i varje stycke gör att du kan uppskatta styrkan på varje bit och få den totala styrkan i strukturen", säger Khosla. "Beroende på var ett ben är svagast kan det vara mer eller mindre benäget att spricka."

Fortsatt

Det tas till en högre nivå i ett nytt instrument som används för att studera osteoporos, kallad högupplösande perifer kvantitativ tomografi. Eftersom den använder en högre strålningsnivå, kan den inte användas vid ryggraden eller i närheten av vitala organ, men den kan användas för att bilda områden som handledsben. "Upplösningen med periferiska skannrar är tillräckligt bra för att du kan se enskilda konstruktionsdelar, vilket ger dig mycket mer information om styrkan på benet", säger Khosla.

Han förutspår att de perifera skannrarna, som kanske inte är mycket dyrare än dagens DEXA, snart kan godkännas för klinisk användning. Eftersom CT-skanningar är betydligt dyrare kan de inte användas som ett fristående screeningsverktyg. Men när en patient har en CT-skanning av en annan anledning är det relativt lätt att få beninformation samtidigt.

"Vi behöver fortfarande samla mer data om hur dessa verktyg förutsäger brottrisken, men de första resultaten är lovande, säger Khosla.

Förstå Ben Remodeling

Bisfosfonatläkemedel ansågs ursprungligen som osteoporosbehandlingar som bidrog till att bygga benmassa. Men det blev snart klart att det hänt något mer här. Många patienter som tar bisfosfonater kan bara se en blygsam ökning av bentätheten - så lite som 1% - och ändå har de en mycket större minskning av risken för frakturer, så mycket som 50%.

"Forskning har visat att det inte finns något samband mellan hur mycket dessa läkemedel bygger benmassa och minskningen av frakturrisken, säger Robert Heaney, MD, professor i medicin vid Osteoporosis Research Center vid Creighton University School of Medicine i Omaha, Neb .

Forskare insåg att drogerna också sänkte graden av benreformering -- Processen där befintliga benområden är pared away, senare ersättas med nytt ben. I menopausala kvinnor fördubblas den hastigheten på benreformering - och det tredubblas sedan av en kvinnas tidiga 60-talet.

"Föreställ dig om du började ombygga ditt hus: Först sätter du en förlängning på ena sidan, men innan du avslutade det bestämde du dig för att riva ut i garaget och innan du avslutade det bestämde du dig för att lägga på ett däck, säger Heaney. "Du skulle ha ett ganska ömtåligt hus. Det är vad som händer med accelererade benmodellering."

Fortsatt

Nu när de förstår vikten av benreformering försöker osteoporosexperter att använda den kunskapen för att hjälpa till att förutse riskfaktorer för osteoporos. De utvecklar verktyg som kallas biomarkörer, vilka är kemiska åtgärder för graden av benreformering som kan hittas i sekret från blod eller urin. Det finns redan biomarkörer för graden av benreformering som fungerar mycket bra i stora befolkningsstudier, säger Heaney, men de har ännu inte markörer som fungerar bra på läkarmottagningen, på individuell patientnivå. Närmare noggranna biomarkörer utvecklas, dessa och avancerade bildtekniker kan enormt förbättra vår förståelse för vem som är störst risk för osteoporos.

"Detta gör det möjligt för oss att fokusera på var problemet verkligen ligger: överskottsmodelleringen som gör benet bräckligt", säger Heaney.

Nya behandlingar av osteoporos

För några år sedan såg Heaney en 18-årig tjej som hade varit i en allvarlig bilolycka. Hon hade rymt med bara några blåmärken, och röntgenstrålar visade att hon hade ovanligt hög bentäthet. Det visade sig att hennes mamma också hade bendensitet över genomsnittet. Heaney och hans kollegor på Creighton började studera hela familjen - över 150 personer - och så småningom identifierade vad de kallar "högbenmassegenen".

En viss mutation i denna gen får kroppen att göra onormalt höga mängder av ett protein som heter LRP5 (lågdensitetslipoproteinreceptorrelaterat protein 5). LRP5 påverkar hur mycket ben bildas och bibehålls. "Ingen av människorna med den höga benmassgenen hade någonsin brutit någonting, även om de hade fallit av ladugården," säger Heaney.

Identifikationen av den höga benmassegenen och den kemiska signalvägen som det innebär har öppnat ett brett utbud av nya möjligheter till behandling av osteoporos. "Utsikten här är att bygga ett osteoporosläkemedel eller droger som gör att kroppen ska fungera som om den har den mutationen, bygga upp mer ben", säger Heaney. Han tror att läkemedel som riktar sig till denna väg är redan i mänsklig testning, men det kan ta lite tid innan de kan komma på marknaden. "Eftersom denna väg verkar på andra delar av kroppen förutom ben, måste du vara säker på att ditt läkemedel inte producerar oavsiktliga resultat någon annanstans."

Fortsatt

Forskare undersöker också nya föreningar, som kallas vitamin D-analoger, som potentiella behandlingar med osteoporos. Dessa läkemedel är i huvudsak en superladdad version av vitamin D-tillskott - molekyler som har förändrats, baserat på vitamin Ds struktur, för att minimera benförlust och maximera benbildning.

Ett av dessa droger, 2MD, har visat stort löfte i djurmodeller av osteoporos och studeras nu hos människor. "Det stimulerar dramatiskt benbildning och om vi kan se någonting som till och med vaguellt approximerar samma typ av resultat i människor kommer det att bli enormt", säger Neil Binkley, MD, medordförande i kliniken för osteoporos och Forskningsprogram vid University of Wisconsin-Madison. Ett annat plus: eftersom läkemedlet är baserat på D-vitamin förutspår Binkley att det inte får finnas några ovanliga biverkningar, och det kan till och med öka immunsystemets funktion på det sätt som naturligt vitamin D gör.

Ett läkemedel som är närmare godkännande är en experimentell behandling som kallas denosumab. Denna tvååriga injektion är nu i kliniska prövningar i fas III och har visat sig förbättra bentätheten. Denosumab riktar sig till ett helt nytt mål för osteoporos: ett protein som kallas RANK ligand. Detta protein spelar en nyckelroll i processen genom vilken celler som kallas osteoklaster bryter ner benet. Och forskare hoppas att drogen kommer att hjälpa till att hålla processen med benförlust i kontroll med benutbytet. Denosumab kan vara på marknaden så sent som i slutet av 2008.

"Osteoporos är ett ganska ungt fält", säger Binkley. "När jag var i läkarskolan diagnostiserades bara osteoporos efter att någon bröt ett ben, precis som vi bara diagnostiserade hjärtsjukdom efter hjärtinfarkt. Vi vet mer nu och vi utvecklar bättre verktyg för att diagnostisera, behandla och förhindra osteoporos. "