Nový průlom v posilování kostí může zvrátit osteoporózu
Nedávné výzkumy ukazují, že v organismu existuje klíčový mechanismus posilování kostí, který lze využít při léčbě osteoporózy – onemocnění oslabujícího kosti.
Studie provedená vědci z univerzity v Lipsku (Německo) a univerzity v Šan-tungu (Čína) ukázala, že buněčný receptor GPR133 (známý také jako ADGRD1) má rozhodující význam pro hustotu kostní tkáně díky buňkám, které tvoří kostní tkáň – osteoblastům.
Dříve byly variace genu GPR133 spojovány s hustotou kostí, což vedlo vědce k zaměření se na protein, který tento gen kóduje.
Skupina vědců provedla experimenty na myších, u nichž tento gen buď chyběl, nebo mohl být aktivován pomocí chemické látky AP503.
Bez genu GPR133 se u myší vyvinula slabost kostí s příznaky podobnými příznakům osteoporózy. Při přítomnosti receptoru a jeho aktivaci AP503 však bylo pozorováno zlepšení stavu a pevnosti kostní tkáně.
„Pomocí sloučeniny AP503, která byla teprve nedávno identifikována jako stimulátor GPR133 pomocí počítačového screeningu, se nám podařilo výrazně zlepšit pevnost kostí jak u zdravých myší, tak u myší trpících osteoporózou,“ říká Ines Liebscher, biochemička z univerzity v Lipsku.
V těchto experimentech AP503 působí jako biologický spouštěč, který aktivuje činnost osteoblastů. Vědci také dokázali, že v kombinaci s fyzickým cvičením může AP503 dále posilovat kosti.
Objev, že buněčný receptor GPR133 hraje klíčovou roli v udržování pevnosti kostí u myší, je důležitým objevem. Ačkoli jsou výsledky založeny na zvířecích modelech, základní procesy jsou pravděpodobně podobné i u lidí.
„Pokud je tento receptor poškozen genetickými změnami, u myší se v raném věku projevují příznaky snížení hustoty kostní tkáně – podobně jako u osteoporózy u lidí,“ říká Libscher.
Osteoporóza je závažné onemocnění, které postihuje miliony lidí po celém světě. Moderní metody léčby umožňují zpomalit progresi onemocnění, ale zcela jej vyléčit nelze.
Moderní metody léčby také často způsobují nebezpečné vedlejší účinky (například zvyšují riziko vzniku dalších onemocnění) nebo časem ztrácejí svou účinnost.
Ve skutečnosti má na pevnost kostí vliv mnoho faktorů, což dává výzkumníkům široké možnosti pro hledání metod, které předcházejí problémům, jako je osteoporóza, a přispívají ke zdravějšímu stáří.
V roce 2024 výzkumníci vyvinuli implantát na bázi krve, který posiluje tento mechanismus pro léčbu rozsáhlejších poškození, jako jsou zlomeniny kostí. Při poškození kožních tkání se krev začne srážet, což je součástí procesu hojení.
Mezinárodní skupina vědců, která implantát vyvinula, jej nazvala „biokooperativním regeneračním“ materiálem: využívá syntetické peptidy ke zlepšení struktury a funkce bariéry, která se přirozeně vytváří při srážení krve.
V experimentech na potkanech gelovitá látka vytištěná na 3D tiskárně účinně obnovovala poškozené kosti. Pokud by byla přizpůsobena a škálována pro použití u lidí, měla by obrovský potenciál pro stimulaci přirozených procesů hojení organismu.
„Možnost snadno a bezpečně přeměnit lidskou krev na vysoce regenerativní implantáty je opravdu působivá,“ uvedl biomedicínský inženýr Cosimo Ligorio z Nottinghamské univerzity ve Velké Británii po zveřejnění studie z roku 2024.
„Krev je prakticky zdarma a lze ji snadno získat od pacientů v relativně velkém množství.“
Vědci se již dlouho zajímají o využití přirozených regeneračních procesů organismu ke zlepšení lékařské péče – ať už se jedná o posílení imunitního systému nebo vylepšení přírodních materiálů pomocí syntetických složek.
Naše těla jsou ve skutečnosti neuvěřitelně chytrá, pokud jde o schopnost léčit zranění a poškození, ale tyto regenerační procesy mohou být někdy narušeny a s věkem obvykle ztrácejí svou účinnost.
Dalším nedávným objevem v této oblasti výzkumu je nový hormon objevený u samic myší, který podporuje růst překvapivě pevných a hustých kostí.
Ve studii zveřejněné v loňském roce identifikovala skupina vědců z Kalifornské univerzity v San Francisku hormon zvaný mateřský mozkový hormon (MBH), který zřejmě zvyšuje hustotu, hmotnost a pevnost kostí u samců i samic myší.
„Když jsme tyto kosti testovali, ukázalo se, že jsou mnohem pevnější než běžné kosti,“ vysvětlil biolog zabývající se kmenovými buňkami Thomas Ambrozi z Kalifornské univerzity v Davisu po zveřejnění výsledků.
„Nikdy jsme nedosáhli takové úrovně mineralizace a hojení žádnou jinou strategií.“
Ačkoli mnoho z těchto průlomů bylo zatím demonstrováno pouze na zvířatech a dosud nebylo testováno na lidech, potenciál budoucích léků na posílení kostí vypadá velmi slibně.
Autoři studie z roku 2025 tvrdí, že budoucí léčebné metody mohou být použity k posílení již zdravých kostí a obnovení poškozených kostí do plné pevnosti, například u osteoporózy u žen v menopauze.
„Nedávno prokázané současné posílení kostí opět zdůrazňuje obrovský potenciál tohoto receptoru pro lékařské použití při léčbě stárnoucí populace,“ říká molekulární bioložka Juliana Lehmannová z univerzity v Lipsku.
