„Das ungiftige und harmlose Natron (Natriumbicarbonat) wird in eine sichere Nanokapsel (Liposom) verkapselt, und das knochenbindende Tetracyclin ist auf der Oberfläche angebracht, um an der Knochenoberfläche zu adsorbieren. Wenn Osteoklasten durch die Sekretion von Säure Knochengewebe abbauen, können sie sofort Natriumbicarbonat freisetzen, wodurch die Funktion der Osteoklasten gehemmt und das Ziel der Osteoporoseprävention grundlegend erreicht wird.“ Ein Team unter der Leitung von Professor Shunwu Fan von der Abteilung für Orthopädie des Run Run Shaw Krankenhauses der Zhejiang-Universität und Professor Ruikang Tang vom Fachbereich Chemie der Zhejiang-Universität veröffentlichte seine Ergebnisse kürzlich im Journal of the American Chemical Society.
Laut Einleitung ähneln Osteoklasten den Termiten in einem Baum: Sind sie einmal aktiv, kann selbst ein hochgewachsener Baum absterben, doch durch langfristigen Verfall und schließlich zum Einsturz kommen. Aktuelle Studien gehen davon aus, dass die Hauptursache für Osteoporose in der abnormen Aktivierung von Osteoklasten liegt. Die Säuresekretion durch Osteoklasten gilt dabei als entscheidender Auslöser des Knochenabbaus und als notwendige Voraussetzung für dessen Zerstörung.
Die wichtigsten Medikamente zur klinischen Behandlung von Osteoporose erreichen das Ziel der Knochenresorptionshemmung und des Knochenaufbaus durch die Regulation der Osteoklasten- oder Osteoblastenbiologie. Sie unterbinden jedoch nicht den entscheidenden initialen Schritt der Osteoklastenbildung durch die Bildung eines sauren Milieus. Daher können die bestehenden Medikamente den Knochenverlust bei älteren Menschen zwar bis zu einem gewissen Grad verlangsamen, aber den bereits eingetretenen Knochenabbau oft nicht vollständig rückgängig machen. Zudem kann die selektive Gabe von Medikamenten, die nicht direkt auf den Knochen wirken, zu unerwünschten Nebenwirkungen und anderen toxischen Wirkungen auf Organe führen.
Obwohl Osteoklasten die Ursache von Osteoporose sind, haben zahlreiche Studien gezeigt, dass sie als „Vorläuferzellen“ vor der Säuresekretion eine wichtige Rolle bei der Förderung der Knochenbildung und Angiogenese spielen. Daher ist eine gezielte Hemmung der Osteoklasten von großer Bedeutung.
Die Teams von Fan Shunwu und Tang Ruikang leisteten Pionierarbeit bei der gezielten Anlagerung von Natriumbicarbonat-Liposomen an die Knochenoberfläche. Dadurch wird eine alkalische Schutzschicht gebildet, die von Osteoklasten abgesonderte Säure neutralisiert, die abnorme Aktivierung von Osteoklasten gehemmt und das Gleichgewicht der Knochenmikroumgebung wiederhergestellt, um so den Effekt der Osteoporosebehandlung zu erzielen.
Lin Xianfeng, ein Orthopäde am Run Run Shaw Hospital der Zhejiang-Universität, erklärte, die Studie habe ergeben, dass alkalische Liposomenmaterialien und das lokale saure Milieu der Osteoklasten eine große Anzahl von Osteoklasten-Apoptose auslösen und zudem eine große Anzahl extrazellulärer Vesikel freisetzen. „Es ist wie ein Dominoeffekt, bei dem die Steine Schicht für Schicht umgestoßen und Schritt für Schritt vergrößert werden, um dem durch die Stärkung der Osteoklasten verursachten Knochenabbau vollständig entgegenzuwirken.“
Veröffentlichungsdatum: 27. Januar 2021