Neue Methode baut Knochen

Forscher haben einen Weg entwickelt, die körpereigenen Stammzellen in den äußeren Knochen zu lenken, um neues, starkes Knochengewebe aufzubauen. Die in Mäusen entwickelte Methode kann zu neuen Therapien für Osteoporose und andere Knochenerkrankungen führen, die Millionen von Menschen betreffen.

Knochen bestehen aus einem mit Knochenzellen gefüllten Mineral- und Proteingerüst. Das Knochengewebe bricht ständig zusammen und baut sich wieder auf. Wenn die Knochenschwundrate die Knochengewinnungsrate übersteigt, werden die Knochen geschwächt, was schließlich zu Osteoporose führt. Dies ist bei Menschen im Alter üblich.

Osteoblasten, die Zellen, die den Knochen wieder aufbauen, stammen aus mesenchymalen Stammzellen. Diese Stammzellen befinden sich im Knochenmark tief im Knochen. Sie wandeln sich in Osteoblasten um und wandern zum äußeren Knochen, wo sie neues Knochengewebe bilden.

Wenn wir älter werden, verlieren wir mesenchymale Stammzellen, so dass sich der Aufbau von Knochengewebe verlangsamt. Ein Forscherteam um Dr. Wei Yao von der University of California, Davis, versuchte, neues Knochengewebe zu bilden, indem mesenchymale Stammzellen schneller an den äußeren Knochen gelenkt werden. Ihre Arbeit wurde von mehreren NIH-Komponenten finanziert, darunter dem Nationalen Institut für Arthritis und Erkrankungen des Bewegungsapparates und der Hautkrankheiten (NIAMS), dem Eunice Kennedy Shriver Nationalen Institut für Kindergesundheit und menschliche Entwicklung (NICHD) und dem National Institute on Aging (NIA). Februar 5, 2012.

Mesenchymale Stammzellen exprimieren ein Oberflächenprotein, das als α4β1-Integrin bezeichnet wird, wenn sie sich zu Osteoblasten entwickeln. Dieses Protein hilft ihnen, an Knochen- und Gewebeoberflächen zu haften. Die Wissenschaftler argumentierten, dass ein Linker, der sowohl an die α4β1-Integrine als auch an die äußere Knochenoberfläche bindet, die Zellen dazu bringen würde, am äußeren Knochen zu haften.


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Die Forscher entwickelten eine Hybridverbindung aus 2-Molekülen: LLP2A, ein proteinartiges Molekül, das an α4β1-Integrinen haftet, und Alendronat, ein Osteoporosemedikament, das an der äußeren Oberfläche von Knochen haftet. Sie nannten die Verbindung LLP2A-Ale.

Nach mehrwöchiger 4-Behandlung mit LLP2A-Ale waren die Knochen gesunder Mäuse stärker und hatten mehr Knochengewebe als die von Mäusen, die mit Alendronat allein oder mit Salzlösung behandelt wurden. Bei Mäusen mit geschwächtem Knochen verhinderte die Verbindung einen weiteren Knochenverlust. Da Mäuse ebenso wie Menschen mit zunehmendem Alter Knochen verlieren, behandelten die Wissenschaftler auch ältere Mäuse mit LLP2A-Ale. Die Verbindung erhöhte das Knochengewebe in den älteren Mäusen und verhinderte den altersbedingten Knochenverlust.

Die Rate des Knochenverlusts kann bei Frauen nach der Menopause stark ansteigen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Östrogenspiegel, ein für die Knochengesundheit wichtiges Hormon, sinkt. Um herauszufinden, ob LLP2A-Ale den Knochenverlust bei niedrigem Östrogen aufheben könnte, infundierten die Forscher weibliche Mäuse mit Östrogenmangel mit LLP2A-Ale oder Parathyroidhormon, einem Molekül, das die Knochenbildung erhöht. Sie fanden heraus, dass LLP2A-Ale ebenso wirksam war wie das Parathyroidhormon bei der Erhöhung der Knochenbildungsrate.

Zum ersten Mal haben wir möglicherweise einen Weg gefunden, die eigenen Stammzellen einer Person an die Knochenoberfläche zu lenken, wo sie Knochen regenerieren können “, sagt Dr. Ncy Lane von UC Davis. Diese Technik könnte eine revolutionäre neue Therapie für Osteoporose sowie für andere Erkrankungen werden, bei denen Knochenneubildung erforderlich ist.

Weitere Studien sind jedoch erforderlich, bevor die Verbindung für Versuche am Menschen bereit ist. von Lesley Earl, Ph. D.


  • http://www. niams. nih. gov/Health_Info/Bone/Bone_Health/default.

  • http://www. niams. nih. gov/Health_Info/Bone/Osteoporosis/default.
  • Wie oft sollten Frauen Knochentests haben?
    http://www. nih. gov/researchmatters/january2012/01302012bone.

  • http://www. nih. 02232009osteoclast.

Artikel Quelle:
 http://www.nih.gov/researchmatters/february2012/02132012bone.htm

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