Auf der ganzen Welt bricht sich alle drei Sekunden ein Knochen aufgrund einer Krankheit namens Osteoporose, einer häufigen Erkrankung, die allein in den Vereinigten Staaten die Knochen von mindestens 10 Millionen Menschen schwächt.
Und da das Konzept bemannter Raumfahrtmissionen zum Mond und zum Mars immer mehr an Bedeutung gewinnt, suchen Wissenschaftler aktiv nach Möglichkeiten, Astronauten vor den unvermeidlichen Folgen langfristiger Raumflüge zu schützen, einschließlich einer starken Verringerung der Knochendichte.
Während die meisten Medikamente zur Behandlung von Osteoporose die Krankheit verlangsamen, hat ein neuer Ansatz, der auf die Bildung von neuem Knochen abzielt, vielversprechende Ergebnisse gezeigt. Darüber hinaus wurden diese Ergebnisse an Mäusen während eines Experiments an Bord der Internationalen Raumstation erzielt (SSI).
Die Forscher verwendeten ein bekanntes, vom Körper produziertes Protein namens NELL-ähnliches Molekül-1 (NELL-1), das bereits zuvor verwendet wurde bewiesene Förderung der Knochenbildung in bestimmten Tiermodellen. Da das Medikament durch die Nutzung dieses Proteins nur wirkt, wenn es während einer Operation in einen betroffenen Knochen injiziert wird, haben Forscher das Medikament so modifiziert, dass es unter die Haut injiziert werden kann, um die Knochenbildung im gesamten Körper zu fördern, so eine neue Studie.
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„Wenn sich BP-NELL-PEG in Studien am Menschen bestätigt, könnte es ein vielversprechendes Instrument zur Bekämpfung von Knochenschwund und Muskel-Skelett-Verfall sein, insbesondere wenn herkömmliches Krafttraining aufgrund von Verletzungen oder anderen behindernden Faktoren nicht durchführbar ist“, sagte Professor Dr. Kang Ting. am Forsyth Institute in Massachusetts und Co-Autor der neuen Studie, sagte kürzlich in einer Studie Stellungnahme veröffentlicht am 18. September. Dr. Ting entdeckte erstmals vor mehr als 20 Jahren die Auswirkungen von NELL-1 auf die Knochenbildung.
Die neue Studie verbesserte auch das Potenzial des Medikaments, indem es seine Halbwertszeit verlängerte, die bestimmt, wie lange ein Medikament im Körper verbleiben kann. In diesem Fall verdreifachte sich die Halbwertszeit fast von 5,5 Stunden auf 15,5 Stunden. Das modifizierte Medikament mit der Bezeichnung BP-NELL-PEG „zeigte eine überlegene Spezifität für Knochengewebe, ohne erkennbare Nebenwirkungen zu verursachen“, sagten die Wissenschaftler kürzlich in einer Erklärung.
„Wir können eindeutig sagen, dass NELL-1 die Knochendichte unter Schwerelosigkeitsbedingungen erhöht, was sehr aufregend ist“, sagte Chia Soo, Professorin in den Abteilungen für Chirurgie und orthopädische Chirurgie an der University of California in Los Angeles und Hauptautorin der neuen Studie Studie. in einem Stellungnahme über das Medikament im Jahr 2018. „Dieser Erfolg zeigt die Robustheit der Therapie zur Behandlung von extremem Knochenschwund.“
Um die Auswirkungen des Medikaments auf den Knochenschwund aufgrund der Raumfahrtumgebung zu testen, schickten Forscher 2017 40 weibliche Mäuse zur ISS und beobachteten 40 weitere im Kennedy Space Center in Florida, die mit dem Medikament behandelt wurden, aber nicht den Bedingungen des Raumflugs ausgesetzt waren.
Beide Gruppen „zeigten einen signifikanten Anstieg der Knochenbildung“, sagten die Forscher in einer aktuellen Pressemitteilung.
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Laut der neuen Studie wurden von den 40 Mäusen an Bord der ISS 20 nach 4,5 Wochen lebend auf die Erde zurückgebracht, während die andere Hälfte neun Wochen lang weiterhin der Schwerelosigkeit ausgesetzt war. Dies ist das erste Mal, dass lebende Mäuse auf die Erde zurückgebracht wurden, was für das Team wichtig war, das Analysen an lebenden Geweben und Zellen durchführte.
Obwohl das Medikament bei Mäusen vielversprechende Ergebnisse gezeigt hat, ist es noch ein langer Weg, bis es zur Unterstützung der Knochenbildung beim Menschen eingesetzt werden kann.
„Wir wollen sehen, wie wir daraus eine bessere Behandlung für Osteoporose für eine mögliche klinische Anwendung machen können“, sagte Soo. „Nicht nur für die Millionen von Osteoporosepatienten auf der Erde, sondern auch im Hinblick auf zukünftige Raumfahrten und eine Mission zum Mars möchten wir sehen, wie wir die schädlichen Auswirkungen der Mikrogravitation auf Knochen während eines Weltraumflugs verhindern können.“
Die Forschung wird in a beschrieben Papier veröffentlicht am Montag, 18. September, in der Zeitschrift npj Microgravity.