Behandling med biskjoldbruskkirtelhormon hjælper med at bremse udviklingen af slidgigt

Cornell-forskere har fundet ud af, at forbehandling med parathyroidhormon, der almindeligvis bruges til at øge knoglemassen ved osteoporose, kan bidrage til at forbedre bruskens sundhed og bremse udviklingen af slidgigt.

Holdet, ledet af Marjolijn van der Meulen, direktør for James M. og Marsha McCormick School of Biomedical Engineering på Cornell's College of Engineering, identificerede også genekspressionssignaturer, der potentielt kunne bruges til tidlig påvisning af degenerative ledsygdomme.

Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Science Advances. Artiklens medforfattere er Adrien Antoinette og Sofia Zimyan.

Van der Meulen har specialiseret sig i at studere mekanikkens rolle i skelettet, og hvordan bevægeapparatet – knogler, brusk, led – reagerer på belastning ved hjælp af vægtbærende og kompressionsteknikker på underbenet og knæleddet.

Belastning har sine fordele og ulemper. Det øger knoglemassen og kan bruges som behandling mod osteoporose. Samtidig beskadiger belastning også brusken i leddene, svarende til den degeneration, der ses ved slidgigt. Van der Meulen og hendes laboratorium fokuserer i stigende grad på den rolle, som knogler spiller i udviklingen af ledskader.

I det nye studie udførte holdet en totrinsproces. Først behandlede de mus dagligt med parathyroidhormon, et lægemiddel ordineret mod osteoporose, for at øge knoglemassen i otte uger. I den anden fase påførte holdet daglig vægtbærende stress på musenes skinneben og brugte et andet lægemiddel mod osteoporose, alendronat, som effektivt deaktiverer knoglens evne til at reparere sig selv (remodellere) i seks uger.

Figuren viser omfanget af bruskskade efter 6 ugers daglig belastning og behandling sammenlignet med et kontrolknæ uden belastning og uden bruskskade. Brusken er farvet rød, og knoglen er blågrøn. Samlet set viste forbehandling med parathyroidhormon før belastning og behandling med alendronat under belastning den mindste bruskskade (tab af rødt farvet væv) og den bedste bevarelse af brusk. Kilde: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk8402

Forskerne fandt, at parathyroidhormon direkte forbedrede brusksundheden og bremsede progressionen af skader, mens alendronat reducerede subkondrale knogleforandringer forbundet med slidgigt.

"Selv efter seks ugers skade var effekten af den otte uger lange forbehandling stadig signifikant. PTH gjorde mere end blot at øge knoglemassen, for det viser sig, at det også påvirker brusk," sagde van der Meulen. "Musenes knæ havde tykkere brusk efter otte uger, hvilket var uventet. Tykkere brusk beskytter sandsynligvis mod yderligere ledskader."

Holdet gentog eksperimentet og brugte transkriptomik til at analysere genekspression i RNA ekstraheret fra brusk, knogler og lymfeknuder hos mus. Ledskader afspejledes i tidlige transkriptomiske ændringer, og begge behandlinger førte tilsammen til tidlig modulering af immunsignalering.

"Genekspression viste, at begge lægemidler sammen havde den største effekt i at reducere ekspressionen af gener forbundet med bruskskader, især ændringen af ekspressionen af immungener," sagde Zimyan.

Det næste skridt er at afgøre, om behandling med parathyroidhormon kan bremse eller endda vende udviklingen af slidgigt, når den først er opstået, og at bruge gensignaturer til at udvikle tidlig diagnostik for sygdommen.

"Disse resultater tyder på, at disse behandlinger også kan være nyttige for mennesker. Og den gode nyhed er, at disse behandlinger allerede er godkendt af FDA, dog ikke til dette formål," sagde van der Meulen.