Bärandemolekyl kan ta bort svåra bieffekter av osteoporos-medicin
De läkemedel som idag används för att behandla patienter med osteoporos ger ofta negativa biverkningar på friskt skelett. I en avhandling från Uppsala universitet visar Sujit Kootala att den negativa påverkan på ”friska” celler kan undvikas genom att läkemedlet binds till en bärandemolekyl.
Det finns flera strategier att behandla osteoporos; medicinering med läkemedel; hormonterapi; vitamin- eller mineraltillskott. De läkemedel som används tillhör gruppen bisfosfonater, mediciner som hämmar nedbrytningen av benvävnad. Detta är inte problemfritt då höga doser används vid behandling vilket ofta resulterar i biverkningar, exempelvis negativ påverkan på friskt skelett. Det har visat sig att käkbenet är extra utsatt och att långvarig medicinering med bisfosfonater kan leda till att benet dör.
Olika patientgrupper är dessutom i behov av olika stora doser vilket ytterligare komplicerar användandet av bisfosfonater då det på förhand är svårt att avgöra vad som är rätt dos för den enskilda individen. För att minska dosen bisfosfonater, men utan att göra avkall på effektivitet, har forskare på avdelningen för polymerkemi verksamma på institutionen för kemi vid Ångströmlaboratoriet, Uppsala universitet, utvecklat och studerat en ny strategi där läkemedlet binds till en bärarmolekyl i detta fall hyaluronsyra, en naturligt förekommande biopolymer.
I sin avhandling har Sujit Kootala studerat hur bisfosfonater bundna till hyaluronsyra påverkar benceller. En upptäckt var att läkemedlet i sin bundna form blev mer selektivt mot celler som var aktiva i den pågående osteoporosen medan ”friska” celler undveks.
Sujit Kootala testade också en syntetisk polymer (polyetylenfosfat) känd för att stimulera bentillväxt och fann att även denna polymer kunde hämma aktiviteten hos celler som bryter ned benvävnad. Just samspelet mellan celler som bygger upp och celler som bryter ned är komplext men är en viktig del i förståelsen av sjukdomsförloppet. För att på ett bra sätt kunna studera vilken roll detta samspel har för effektiviteten hos anti-osteoporotiska mediciner (bisfosfonater eller polymerer) utvecklade Sujit Kootala en ny cellkultursmodell innehållande både uppbyggande och nedbrytande celler.
Ett membran bestående av benvävnad utan celler täcktes av uppbyggande celler på ena sidan och nedbrytande celler på den andra och placerades i odlingsskålar med näringslösningar. Till odlingen tillsattes bisfosfonater i olika former och cellernas respons studerades. Modellen kunde på bra sätt beskriva hur celler i kontakt med benvävnad svarar mot olika anti-osteoporotiska mediciner, det vill säga: hur förändras uppbyggnad respektive nedbrytning vid behandling?
I en ytterligare studie tillverkades gelmaterial av bisfosfonater bundna till hyaluronsyra tillsammans med en tillväxtfaktor för bentillväxt (BMP2). Idéen var att skydda tillväxtfaktorn från nedbrytning genom inkapsling samt att kontrollera med vilken hastighet den kan diffundera ut ur materialet. Hydrogeler med tillväxtfaktor skulle kunna användas i skelettfrakturer för att över tid stimulera läkningen hos exempelvis osteoporotiska patienter med svårläkta skelettfrakturer.
Bakgrund
Osteoporos är en global sjukdom som drabbar en stor del av världspopulationen men främst kvinnor över 55 år. Sjukdomen yttrar sig som en onormal nedbrytning av benvävnaden vilket resulterar i ett försvagat skelett. Vanligt är att patienter med osteoporos drabbas av skelettfrakturer i främst höft, ryggrad och lårben som är mycket svårläkta vilket leder till försämrad livskvalitet och i enstaka fall även kan resultera i dödsfall. Om inte trenden vänds kommer år 2020 en av tre kvinnor och en av fem män över 55 år att vara drabbade. Detta medför utöver ett stort lidande också ett ökat tryck på hälsovården och på samhället i stort.
Avhandling
Evaluation of Functionalized Biopolymers as a Step Toward Targeted Therapy of Osteoporosis.
Kontaktinformation
Sujit Kootala, e-post: sujit.kootala@kemi.uu.se eller tel: 070-4124872 (in English)
