1

L31 Anabolic treatment in osteoporosis – present and future

III Środkowo Europejski Kongres Osteoporozy i Osteoartrozy oraz XV Zjazd Polskiego Towarzystwa Osteoartrologii i Polskiej Fundacji Osteoporozy, Kraków 24-26.09.2009

Streszczenia:
Ortopedia Traumatologia Rehabilitacja 2009, vol 11 (Suppl. 2), s:85-86.
 
 
 
L31
Anabolic treatment in osteoporosis – present and future
 
Stepan J. 
Institute of Rheumatology, Prague, Czech Republic
 
Key words: osteoporosis, growth factors, fractures, parathyroid hormone, Wnt, sclerostin
 
Anabolic drugs are aimed to promote the formation of new bone to restore bone structure that has previously been lost. This is achieved by stimulating production and activation of bone growth factors, or by extending the lifespan of osteoblasts. Normal roles of bone growth factors such as IGF-I, TGFbeta, FGFs and BMPs are exerted through finely controlled local events and their systemic administration inevitably gives rise to undesirable side effects. Both activation of bone formation and inhibition of osteoblast apoptosis is the case for PTH and PTHrP. PTH promotes differentiation of committed osteoblast precursors in the bone marrow and in lining cells, and increases the lifespan of mature osteoblasts and osteocytes by preventing apoptosis. The anabolic effectiveness of PTH requires an intermittent administration to achieve a rapid increase in PTH and a rapid decline to preexisting levels. This mode results in activation of genes responding specifically to a transiently activated signaling system. On the other hand, if PTH plasma levels remain elevated for more than 4 hours, the dominant effect is stimulation of osteoclast formation and bone resorption over-rides any anabolic response. PTH deposits new bone, increasing thickness of the trabeculae and cortex. Most of the increase in cortical and trabecular thickness induced by PTH is due to modeling and remodeling on the endocortical surface of the cortex and on either side of the trabeculae. Treatment with intermittent PTH reduced the risk of vertebral and non-vertebral fractures in women with postmenopausal osteoporosis, in male osteoporosis and the risk of vertebral fractures in glucocorticoid induced osteoporosis. Responses in BMD and bone markers are temporarily blunted when PTH is given to individuals treated with ALN. However, after 24 months of treatment, PTH(1-34) increased histomorphometric indices of remodeling similarly in our patients who stopped alendronate and in treatment-naive women. Actions similar to those of PTH may be exerted using injectable preparations of truncated forms of PTHrP (1-36), by cyclic analog of PTH(1-31), and by calcilytic agents (calcium receptor antagonists that substitute for calcium on the calcium sensing receptor of the parathyroid cell, which responds with PTH secretion). Other ways to anabolic therapies arise predominantly from discoveries through genetics. Activation of Wnt signaling can result in increased bone formation. For this signaling, the essential step is inhibition of GSK-3beta activity, allowing translocation of beta-catenin to the nucleus to control expression of canonical Wnt-responsive genes. However, new drugs emerging from manipulation of the Wnt canonical signaling pathway need data to ensure bone specificity and safety. This might be pursued by blockade of the sclerostin inhibition of Wnt signaling using a monoclonal antibody. Interestingly, PTH rapidly reduces sclerostin mRNA and protein production by osteoblasts. Thus, a transient reduction of sclerostin production by osteocytes in response to intermittent PTH could reduce osteoblast apoptosis. Stimulation of new bone formation can be also achieved using neutralizing anti-DKK1 monoclonal antibodies which block DKK1 inhibition of Wnt-signaling.
 
 
L31
ANABOLICZE LECZENIE OSTEOPOROZY – OBECNIE I W PRZYSZŁOŚCI
 
Stepan J. 
Institute of Rheumatology, Prague, Czech Republic
 
Słowa kluczowe: osteoporoza, czynniki wzrostu, złamania, hormon przytarczyc, Wnt, sklerostyna
 
Leki anaboliczne pobudzają tworzenie nowej tkanki kostnej w celu uzupełnienia wcześniej utraconej struktury kostnej. Dzieje się to poprzez stymulację produkcji i aktywacji kostnych czynników wzrostu lub poprzez zwiększenie żywotności osteoblastów.
Normalna rola czynników wzrostu kości takich jak IGF-I, TGFbeta, FGFs i BMPs jest wykorzystywana w dokładnie kontrolowanych działaniach lokalnych i ich podawanie ogólne nieuchronnie zwiększa możliwość wystąpienia niepożądanych efektów ubocznych. Zarówno aktywacja kościotworzenia jak też inhibicja apoptozy osteoblastów należy do PTH oraz PTHrP. PTH pobudza różnicowanie prekursorów osteoblastów w szpiku kostnym oraz w komórkach wyściełających oraz zwiększa żywotność dojrzałych osteoblastów i osteocytów poprzez zapobieganie apoptozie. Efektywność anaboliczna PTH wymaga okresowego dawkowania w celu osiągnięcia szybkiego wzrostu PTH oraz szybkiego obniżenia do poprzednich poziomów. Schemat ten skutkuje aktywacją genów specyficznie odpowiedzialnych za krótkotrwale aktywowany system sygnalizacji. Z drugiej strony, jeśli poziom PTH w surowicy pozostanie podniesiony przez więcej niż 4 godziny, głównym efektem będzie stymulacja osteoklastów i resorpcja kości tłumiące jakiekolwiek efekty anaboliczne. PTH nawarstwia nową kość zwiększając grubość warstwy beleczkowej oraz korowej. Indukowane przez PTH zwiększenie grubości warstwy korowej i beleczkowej jest w dużej części spowodowane tworzeniem i przebudową na wewnętrznych powierzchniach części korowej oraz beleczkowej. Okresowa terapia PTH zmniejsza ryzyko złamań pozakręgowych u kobiet z osteoporozą pomenopauzalną, w osteoporozie u mężczyzn a także złamań kręgowych w osteoporozie posterydowej. Odpowiedzi ze strony BMD oraz markerów kostnych są czasowo przytłumione w przypadku stosowania PTH u pacjentów leczonych ALN. Jakkolwiek jednak po 24-ro miesięcznej terapii, PTH (1-34) zwiększyło wskaźniki histomorfometryczne przebudowy w podobnym stopniu u pacjentów, którzy zaprzestali terapii alendronianem oraz u kobiet w ogóle nie leczonych. Działania podobne do powodowanych przez PTH można uzyskać przy użyciu wstrzykiwanych preparatów okrojonych form PTHrP (1-36), cyklicznych analogów PTH(1-31) oraz substancji katalitycznych (antagoniści receptora wapniowego w zastępstwie wapnia w receptorze wapniowym komórek przytarczyc odpowiedzialnych za sekrecję PTH). Inne sposoby terapii anabolicznej powstają głównie poprzez odkrycia genetyczne. Aktywacja sygnalizacji WNT może skutkować zwiększeniem utkania kostnego. Dla tej sygnalizacji kluczowym krokiem jest inhibicja aktywności GSK-3beta, zezwalająca na translokację beta-katenin do jądra w celu kontroli ekspresji genów WNT-odpowiedzialnych. Jednak nowe leki pojawiające się wskutek manipulacji ścieżką sygnalizacyjną WNT potrzebują danych potwierdzających specyficzność kostną oraz bezpieczeństwo ich stosowania. Może to być przeprowadzone poprzez blokadę inhibicji sklerostyny w sygnalizacji WNT przy użyciu przeciwciała monoklonalnego. Co ciekawe, PTH błyskawicznie redukuje sklerostynę mRNA oraz produkcję białek przez osteoblasty. Zatem krótkotrwały redukcja produkcji skloerostyny przez osteocyty w odpowiedzi na okresową terapię PTH może z kolei hamować apoptozy osteoblastów. Stymulację nowego wzrostu kości można również osiągnąć poprzez użycie neutralizujących przeciwciał monoklonalnych anty-DKK1 które blokują inhibicję DKK1 w sygnalizacji WNT.
 




OSTEOPOROSIS AND UNCOMPLICATED SPINAL FRACTURES IN CHILDREN

I Środkowo Europejski Kongres Osteoporozy i Osteoartrozy oraz XIII Zjazd Polskiego Towarzystwa Osteoartrologii i Polskiej Fundacji Osteoporozy, Kraków 6-8.10.2005

Streszczenia:
Ortopedia Traumatologia Rehabilitacja 2005, vol 7 (Suppl. 1), s158.


P32
OSTEOPOROSIS AND UNCOMPLICATED SPINAL FRACTURES IN CHILDREN

Shevchenko S.D.
Sytenko Institute of Spine and Joint Pathology Ukraine, Kharkiv

Keywords: osteoporosis, spine, fractures, children.

Spinal fractures in children are very frequent. Investigators note dependence of the fracture localization from the age. There is prevalence of the cervical spine trauma at the youngest age, at the middle age –thoracic spine trauma and at the adolescent period-lumbar spinal trauma (as in adults). This situation is connected with anatomical peculiarities of the vertebras and with maturation of the spine.
Mineral metabolism disturbance leads to decreasing of the bone solidity and in consequence of this lesser stress is need for spinal trauma. That is why we pay attention to osteoporosis in children with spinal fractures.
We have analyzed (with radiologist collaboration) roentgenograms of 101 patients with uncomplicated spinal fractures and concluded that in 56% of the patients was osteoporosis. We revealed boy’s prevalence at the age 8-14 years old in this group, and the girls were at the age 8, 10, 13 years old. More frequently we saw osteoporosis in girls.
Comparison of these number patients with compression spinal fractures showed that in 50% several vertebras were fractured in comparison with group of the patients without osteoporosis. The number of broken vertebras more than 4 in both groups was connected with complicity of the trauma. We did not find correlation between fracture localization and presence of the osteoporosis because of the same number patient in the both groups.
These findings allow us to conclude that spinal osteoporosis is not a sign which characterized spinal damage, but a sign of spinal tissue condition. This demands to include to the complex therapy medicinal products that improve mineral metabolism of the bone (Ca, Mg, P, Zn, D, C and others).


P32
OSTEOPOROZA I NIEPOWIKŁANE ZŁAMANIA KRĘGOSŁUPA U DZIECI

Shevchenko S.D.
Sytenko Institute of Spine and Joint Pathology Ukraine, Kharkiv, Ukraina

Słowa kluczowe: osteoporoza, kręgosłup, złamania, dzieci

Złamania kręgosłupa u dzieci są bardzo częste. Badacze zauważają zależność lokalizacji złamania od wieku. U najmłodszych dzieci przeważają urazy kręgosłupa szyjnego, u nieco starszych – kręgosłupa piersiowego, zaś u młodzieży urazy kręgosłupa lędźwiowego (podobnie jak u dorosłych). Zależność ta jezt związana z właściwościami anatomicznymi kręgów oraz ze stopniem dojrzałości kręgosłupa.
Metaboliczne zaburzenia mineralizacji prowadzą do zmniejszenia wytrzymałości kości, co w konsekwencji obniża siłę potrzebną do wywołania urazu. Z tego względu zwracamy szczególną uwagę na osteoporozę u dzieci ze złamaniami kręgosłupa.
Przeanalizowaliśmy (przy współpracy z radiologiem) rentgenogramy 101 pacjentów z niepowiklanymi złamaniami kręgosłupa i doszliśmy do wniosku, że 56% z pacjentów miało osteoporozę. W tej grupie chłopcy przeważali w wieku 8-14 lat, a dziewczęta były w wieku 8, 10 i 13 lat. Osteoporozę częściej stwierdzaliśmy u dziewcząt.
Porównanie tej liczby pacjentów z ze złamaniami kompresyjnymi wykazało, że u 50% złamanych było kilka kręgów w porównaniu do pacjentów bez osteoporozy. Liczba 4 i więcej złamanych kręgów w obu grupach była uzależniona od stopnia skomplikowania złamania. Nie znaleźliśmy korelacji pomiędzy lokalizacją złamania i obecnością osteoporozy, gdyż w obu grupach była taka sama liczba pacjentów.
Te dane pozwalają nam na konkluzję, że osteoporoza w kręgosłupie nie jest objawem charakteryzującym uszkodzenie kręgosłupa, ale objawem kondycji tkanki kostnej kręgosłupa. Wymaga to włączenia do kompleksowej terapii preparatów poprawiających metabolizm kostny (Ca, Mg, P, Zn, D, C i inne).