Die Osteoporose zählt laut WHO zu einer der häufigsten Knochenerkrankungen und ist die Hauptursache für Wirbelkörper- und Hüftfrakturen bei älteren Patienten. Sie ist durch eine gestörte Knochenhomöostase, eine erhöhte Knochenresorption gekennzeichnet und durch eine reduzierte Knochendichte und -struktur definiert. Frauen sind wesentlich häufiger von einer Osteoporose betroffen. Insbesondere nach den Wechseljahren, der sog. Menopause, kommt es durch die hormonelle Umstellung zu einem Rückgang der Knochenstruktur und der Knochendichte. In der Folge der Veränderungen des Mikroarchitektur des Knochens steigt das Risiko für osteoporotische Frakturen an. Typische osteoporotische Frakturen finden sich an Unterarm und Handgelenk, Wirbelkörpern, der Schulter und der Hüfte. Mitverantwortlich für die erhöhte Knochenresorption ist eine verminderte Expression von Osteoprotegerin (OPG), welches von Osteoblasten sezerniert wird. OPG ist ein löslicher Rezeptor, der den ebenfalls von den Osteoblasten sezernierten Liganden Receptor Activator of Nuclear Factor-κappa B (RANK-L) abfängt. Kommt es zu einem Missverhältnis zu Gunsten von RANK-L, bindet dieser Ligand vermehrt an den RANK-Rezeptor der Osteoklasten, so dass diese übermäßig aktiviert werden, wodurch die verstärkte Knochenresorption verursacht wird.

Für die Aufrechterhaltung der Knochenhomöostase ist auch die Angiogenese von essenzieller Bedeutung. Es konnte bereits demonstriert werden, dass eine verminderte Blutversorgung des Knochens mit einer Osteoporose, im Sinne einer verminderten Knochendichte, assoziiert war. Dies weist darauf hin, dass die Knochendichte im direkten Zusammenhang mit der Mineralstoffversorgung des Blutkreislaufes steht.

Mit Hilfe von eigenen Vorarbeiten konnten wir u. a. verschiedene Angiogenese-relevante Zytokine wie z. B. IL-6 und Angiogenin identifizieren, die in Osteoblasten von Patienten mit einer diagnostizierten Osteoporose im Vergleich zu Patienten mit einer regelrechten Knochendichte differentiell exprimiert wurden.

Welchen Einfluss die differentielle Expression diese Parameter auf Faktoren wie OPG und RANK-L und auch auf Endothelzellen haben, ist Gegenstand unserer Forschungsarbeit.

Des Weiteren soll aber auch der Einfluss der weiteren identifizierten Faktoren auf die Osteogenese- und Osteoporose-relevante Faktoren analysiert werden.

Denn das Ziel unserer Arbeit ist es, alterungsabhängige, bzw. dysfunktionale Effekte der Osteoblasten von Osteoporosepatienten näher zu analysieren. Die Ergebnisse sollen dazu dienen die multifaktorielle Pathogenese der Osteoporose weiter aufzuklären und wenn möglich neue Therapieoptionen anbieten.

Ethikvotum:

Das Ethikvotum zur „Erstellung einer Biobank für Osteoblasten und Osteoklasten zur Aufklärung molekularbiologischer Zusammenhänge von Knochenerkrankungen“ (Studiennummer: 5885R) liegt vor.

Motivierte Studenten *innen, die in einem gut ausgestatteten Labor eine Masterarbeit oder Promotion anfertigen möchten, können sich gerne bei uns vorstellen.

vera.grotheer@med.uni-duesseldorf.de