Streszczenie

W ostatnich latach duże nadzieje wiąże się z możliwością wykorzystania oznaczeń tzw. nowoczesnych wskaźników obrotu kostnego w rozpoznawaniu, diagnostyce przebiegu oraz przewidywaniu wystąpienia powikłań chorób metabolicznych kości, zwłaszcza osteoporozy. Dotychczas wyodrębniono kilka przydatnych diagnostycznie markerów obrotu kostnego, wśród których na uwagę zasługują: PINP i CTx. Jednak w wielu badaniach podkreśla się, że ich zastosowanie w diagnostyce osteoporozy jest dość ograniczone, ze względu na ich zmienność międzyosobniczą i wewnątrzosobniczą, nieswoistość tkankową, niemożność oceny poszczególnych przedziałów tkanki kostnej oraz możliwość oceny aktywności metabolicznej jedynie osteoblastów i/lub osteoklastów, z pominięciem osteocytów. W artykule przedstawiono dane wskazujące na potencjalną przydatność oznaczeń: sklerostyny, związanej przede wszystkim z aktywnością metaboliczną osteocytów; periostyny, jako wskaźnika aktywności metabolicznej okostnej oraz mikroRNA, jako grupy swoistych markerów wczesnego wykrywania osteoporozy. Uważa się, że każdy z wymienionych wskaźników może być potencjalnym markerem predykcyjnym złamań osteoporotycznych – sklerostyna u pacjentów z cukrzycą typu 2, periostyna, zwłaszcza w pozakręgowych złamaniach u kobiet w wieku pomenopauzalnym, a mikroRNA we wczesnej predykcji tych złamań. W wielu badaniach podkreśla się jednak pewne ograniczenia, związane z ich wykorzystaniem w diagnostyce osteoporozy. Niejednoznaczne wyniki przedstawionych badań mogą być spowodowane przede wszystkim: doborem populacji, liczebnością grup, rodzajem badanych złamań oraz czasem trwania obserwacji. Obiektywną decyzję będzie można podjąć wówczas, gdy odpowiednia liczba standaryzowanych i niezależnych badań, umożliwi wykluczenie lub potwierdzenie przydatności każdego z nich w praktyce klinicznej.

Wstęp

Tkanka kostna podlega stałej przebudowie, pozostając w stanie równowagi dynamicznej między procesami resorpcji i kościotworzenia. Gdy dochodzi do przewagi procesów resorpcji nad kościotworzeniem, bilans staje się ujemny i wtedy może dojść do rozwoju osteoporozy, objawiającej się ubytkiem masy kostnej i zwiększoną łamliwością kości [16]. Dotyczy to przede wszystkim osób powyżej 50 roku życia, zwłaszcza kobiet w wieku pomenopauzalnym (osteoporoza pierwotna). Osteoporoza może się rozwinąć także w przebiegu chorób przewlekłych, np. cukrzycy, chorób reumatologicznych, czy chorób nerek (osteoporoza wtórna) [25, 30, 41]. Występują wówczas tzw. złamania osteoporotyczne, z których najczęstszymi są złamania kości biodrowej, kręgów i nadgarstków [1, 29]. Szacuje się, że na świecie osteoporoza występuje u około 200 milionów mężczyzn i kobiet, z czego u 20-25% osób stwierdza się powikłania w postaci złamań, co w połączeniu z wysokimi kosztami leczenia, czyni osteoporozę chorobą cywilizacyjną [14].

Do rozpoznawania, diagnostyki przebiegu oraz przewidywania wystąpienia powikłań osteoporozy, wykorzystuje się m.in. biochemiczne markery obrotu kostnego (BTM). Grupa ekspertów Międzynarodowej Fundacji Osteoporozy (IOP), we współpracy z ekspertami Międzynarodowej Federacji Chemii Klinicznej (IFCC), na podstawie najnowszych badań, opracowała wytyczne, zgodnie z którymi rekomendowany jest pomiar N-końcowego propeptydu prokolagenu typu I (PINP) i C-terminalnego usieciowanego telopeptydu łańcucha a1 kolagenu typu I (CTx), jako wiarygodnych biochemicznych markerów kościotworzenia i resorpcji kostnej [54]. W wielu badaniach podkreśla się jednak, że ich wykorzystanie w diagnostyce osteoporozy ma pewne ograniczenia, do których należy zaliczyć:

nieswoistość tkankową,

niemożność oceny poszczególnych przedziałów tkanki kostnej,

możliwość oceny aktywności metabolicznej jedynie w odniesieniu do osteoblastów i/lub osteoklastów, z pominięciem osteocytów.

Najnowsze badania wskazują na główną rolę osteocytów w regulacji przebudowy tkanki kostnej [21]. W ostatnich latach stale rośnie zainteresowanie tzw. nowoczesnymi markerami obrotu kostnego, związanymi zarówno z dobrze poznanymi mechanizmami regulacji metabolizmu kostnego – układ RANK-RANKL-OPG – jak i z mechanizmami słabiej zbadanymi – szlak sygnałowy Wnt/β-katenina. Tematem niniejszego opracowania jest ocena przydatności trzech potencjalnych markerów kostnych w diagnostyce osteoporozy: sklerostyny, jako markera związanego przede wszystkim z aktywnością metaboliczną osteocytów; periostyny, jako markera aktywności metabolicznej okostnej oraz mikroRNA (miRNA), jako grupy specyficznych markerów wczesnego wykrywania osteoporozy.

Sklerostyna

Sklerostyna (SCL) jest glikoproteiną wytwarzaną i uwalnianą przede wszystkim przez dojrzałe osteocyty. W niewielkim stopniu ulega ekspresji w całej kości długiej, szpiku kostnym, chrząstce, nerkach, sercu, płucach, trzustce, wątrobie, mięśniach szkieletowych, jak również w łożysku i skórze płodu [48]. Sklerostyna, przez hamowanie szlaku sygnałowego Wnt/β-katenina, ogranicza funkcje osteoblastów, zmniejszając procesy kościotwórcze. Ponadto, działając za pośrednictwem liganda receptora aktywatora czynnika jądrowego-κB (RANKL), wzmaga aktywność osteoklastów [34, 58]. Pierwsze badania, dotyczące oceny zależności sklerostyny od metabolizmu kostnego u pacjentów ze sklerosteozą wykazały, że obserwowany u tych pacjentów wzrost masy kostnej jest związany z mutacją genu SOST, kodującego tę glikoproteinę, co prowadzi do deficytu sklerostyny w organizmie [9]. Późniejsze badania in vivo u myszy z delecją genu SOST, potwierdziły istnienie tej zależności [33]. Przedstawione wyniki przyczyniły się do podjęcia badań, dotyczących poszukiwania związku między nadmierną ekspresją sklerostyny a ryzykiem rozwoju chorób metabolicznych (ujawniających się jakościowymi i/lub ilościowymi zmianami w obrębie tkanki kostnej), ze szczególnym uwzględnieniem osteoporozy.

Sklerostyna a osteoporoza pierwotna

Sklerostyna, w związku z wykazanym wpływem na tkankę kostną, zyskała miano potencjalnego, nowego markera obrotu kostnego [21]. Badania dowiodły, że istnieje dodatnia zależność między stężeniami sklerostyny a wiekiem pacjentów obu płci, przy czym wyższe stężenia tej glikoproteiny wykazano u płci żeńskiej [39]. Natomiast u kobiet w wieku pomenopauzalnym stwierdzono znamienną korelację między podwyższonymi stężeniami sklerostyny a obniżonymi stężeniami parathormonu (PTH) i wolnego estradiolu [37]. Wyniki te przyczyniły się do podjęcia wnikliwych badań u pacjentów w starszym wieku, mających na celu ustalenie przydatności klinicznej oznaczania stężenia sklerostyny w diagnostyce osteoporozy pierwotnej.

Jedno z dotychczasowych największych badań – CEOR, obejmujące kobiety w okresie pomenopauzalnym (powyżej 50 roku życia), wykazało istnienie dodatniej zależności między sklerostyną a ryzykiem złamań, niezależnej od gęstości mineralnej kości (BMD) oraz innych czynników ryzyka (BMI, stopień aktywności fizycznej, podaż wapnia w diecie, stężenie witaminy D we krwi oraz obecność i liczba ostatnich upadków). U kobiet, u których stężenie sklerostyny mieściło się w najwyższym kwartylu, stwierdzono prawie 15-krotne zwiększenie ryzyka złamań, w porównaniu z kobietami, u których stężenie sklerostyny mieściło się w kwartylu najniższym [4]. Wyniki badań u kobiet w wieku ≥ 65 lat, potwierdziły istnienie zwiększonego ryzyka złamań kości biodrowej u kobiet, u których stężenie sklerostyny mieściło się w kwartylu najwyższym. Jednak, po uwzględnieniu wieku, wskaźnika masy ciała (BMI) oraz historii wcześniejszych złamań, zależność ta utraciła znamienność statystyczną [2]. Odmienne wyniki uzyskano w badaniu OFELY, przeprowadzonym u kobiet w wieku pomenopauzalnym. Nie stwierdzono istotnej zależności między stężeniami sklerostyny u tych kobiet a ryzykiem złamań kręgów kręgosłupa w czasie 6-letniej obserwacji [22]. Natomiast w badaniu MINOS, obejmującym populację starszych mężczyzn wykazano, że wysokim stężeniom sklerostyny towarzyszyło istotnie mniejsze ryzyko złamań [51].

Niejednoznaczne wyniki opisanych wyżej badań mogą być spowodowane niewystandaryzowanymi warunkami samego badania. Różnice dotyczą przede wszystkim: doboru populacji, liczebności grup, rodzaju badanych złamań oraz czasu trwania obserwacji. Mogą również wynikać z zastosowania do oznaczeń stężenia sklerostyny komercyjnych testów ELISA różniących się pod względem czułości i precyzji. W przypadku badań OFELY i MINOS został do tego celu wykorzystany komercyjny test TECOmedical (Szwecja), a pozostałe badania przeprowadzono testem Biomedica (Austria). Analiza porównawcza wyników jednocześnie przeprowadzonych oznaczeń stężenia sklerostyny w surowicy u 20 pacjentów szpitalnych, 34 osób z chorobami metabolicznymi kości i 10 pacjentów z przewlekłymi chorobami nerek z użyciem testów TECOmedical i Biomedica wykazała wysoce znamienną korelację (r = 0,9; p < 0,001) [15]. Średnie stężenia sklerostyny w surowicy były podobne, chociaż czułość testu TECOmedical była mniejsza, a błędy wewnątrzseryjny i międzyseryjny wyższe w porównaniu z testem Biomedica. Natomiast badania Durosier i wsp. [17], przeprowadzone u 187 osób zdrowych z użyciem trzech aktualnie dostępnych komercyjnych testów ELISA: Meso Scale Discovery (USA), Biomedica i TECOmedical wykazały istotne różnice w otrzymanych wynikach oznaczeń. Stężenie sklerostyny w testach: Meso Scale Discovery wynosiło 37,3 (18,0-69,2) ng/L, Biomedica – 1165,8 (464,0-2296,4) ng/L, a TECO – 513,5 (250,7-950,9) ng/L. Przy czym czułość testu Meso Scale Discovery w porównaniu z testami Biomedica i TECOmedical była największa, a błędy wewnątrzseryjny i międzyseryjny podobne do analogicznych w zestawie TECOmedical. Wykorzystanie sklerostyny, jako predykcyjnego wskaźnika złamań osteoporotycznych, wymaga dokładnej standaryzacji oznaczeń tego białka i zastosowania najlepszego pod względem czułości i precyzji komercyjnego testu ELISA.

Sklerostyna a osteoporoza wtórna

Występowanie złamań osteoporotycznych może się także wtórnie wiązać z występowaniem chorób metabolicznych, np. cukrzycy [28, 55]. Cukrzyca wpływa na metabolizm kości – obniża tempo obrotu kostnego – pogarszając zależną od wieku jakość kości. W związku z tym cukrzyca jest obecnie uważana za niezależny czynnik ryzyka złamań w osteoporozie [19]. W zależności od typu cukrzycy zmiany te mają różny charakter. U pacjentów z cukrzycą typu 1 (T1DM) stwierdza się zmniejszone wartości BMD, natomiast u pacjentów z cukrzycą typu 2 (T2DM) wartości BMD są prawidłowe w porównaniu do osób zdrowych. W T1DM obserwuje się prawie 7-krotnie większe ryzyko wystąpienia złamań kości biodrowej, przy 1,4-krotnie większym ryzykiem złamań tej kości w T2DM [55].

Dotychczasowe wyniki badań, dotyczące oceny stężenia sklerostyny u osób z T1DM nie są jednoznaczne. Gennari i wsp. [24] wykazali obniżenie stężenia sklerostyny u pacjentów z T1DM w porównaniu do osób zdrowych. Podobne wyniki w oznaczeniach stężenia sklerostyny w T1DM uzyskali Catalano i wsp. [11]. Natomiast Neumann i wsp. [40] stwierdzili zwiększone stężenie sklerostyny u kobiet w okresie przedmenopauzalnym (w średnim wieku: 42 lat), u których czas trwania choroby wynosił 22 lata. Podobne rezultaty uzyskali Starup-Linde i wsp. [50] prowadząc badania u mężczyzn i kobiet z T1DM w wieku powyżej 50 lat. Wykazano ponadto istotną korelację między zwiększonymi stężeniami sklerostyny a zmniejszonym ryzykiem złamań osteoporotycznych u osób z T1DM. Ryzyko wystąpienia złamań u pacjentów ze stężeniami sklerostyny mieszczącymi się w najwyższym tercylu było o 81% mniejsze w porównaniu z pacjentami, u których stężenia tej glikoproteiny mieściły się w tercylu najniższym [50]. Należy jednak podkreślić, że przedstawione badania nie były jednorodne pod względem liczby i wieku pacjentów, a także czasu trwania choroby od ustalenia diagnozy, co może być przyczyną różnic w uzyskiwanych wynikach. 
Badania przeprowadzone w grupie pacjentów pediatrycznych z T1DM wykazały dodatnią korelację stężenia sklerostyny z niektórymi markerami obrotu kostnego – CTX i OPG – w obu grupach. W podobnych badaniach osób dorosłych, zarówno zdrowych, jak i z T1DM, korelacje te nie zostały odnotowane, wykazując nawet w jednym z badań, w grupie zdrowych kobiet w okresie pomenopauzalnym, korelację ujemną. Różnice w wynikach tych badań mogą odzwierciedlać różne stany funkcjonalne szkieletu w zależności od wieku – wzrostu kośćca u dzieci i stanu równowagi dynamicznej u dorosłych – a także ograniczenie procesów kościotworzenia u osób starszych, u których sklerostyna może odgrywać istotną role [52].

Przeprowadzone dotychczas badania u pacjentów z T2DM wskazują jednoznacznie na zwiększone stężenia sklerostyny w porównaniu z osobami zdrowymi. Stężenia sklerostyny są istotnie wyższe u mężczyzn w porównaniu z kobietami. Wykazano ponadto dodatnią korelację między stężeniami sklerostyny a wartościami BMD oraz czasem trwania choroby u obu płci [4, 20, 23, 24, 50, 60]. Stwierdzono również związek między wysokimi stężeniami sklerostyny a zwiększonym ryzykiem złamań kręgów (VF) u osób obu płci z T2DM w wieku powyżej 50 lat [26, 60]. Występowanie podobnej zależności potwierdziły także inne badania, prowadzone u kobiet w wieku pomenopauzalnym z T2DM. Zaobserwowano również, że największe ryzyko VF występuje u kobiet z wysokimi stężeniami sklerostyny oraz niskimi stężeniami insulinopodobnego czynnika wzrostu 1 (IGF-1) [3]. Najnowsze badania in vivo u szczurów wskazują, że hiperglikemia wpływa istotnie na ekspresję sklerostyny w T2DM, powodując jej wzrost, co czyni ją pośrednim czynnikiem predykcyjnym złamań [43]. Pomimo pozytywnych wyników przeprowadzonych badań, należy pamiętać, że na ryzyko wystąpienia złamań osteoporotycznych u pacjentów z T2DM mają także wpływ inne czynniki: płeć, wiek, czas trwania cukrzycy, umiejscowienie złamania i stosowane leczenie. Wykazano, że długi czas trwania choroby, obecność powikłań cukrzycowych, niewystarczająca kontrola glikemii i stosowanie insuliny mogą zwiększać ryzyko wystąpienia złamania [38]. Dlatego dopiero po zbadaniu stężenia sklerostyny w połączeniu z innymi czynnikami ryzyka będzie można sformułować obiektywne wnioski i ustalić możliwość wykorzystania tej glikoproteiny w praktyce klinicznej.

Periostyna

Periostyna (POSTN) jest białkiem wydzielanym głównie przez tkanki łączne bogate w kolagen, takie jak: okostna, więzadła przyzębia, ścięgna, zastawki serca, a także skóra [27, 36]. Znaczny wzrost jej ekspresji stwierdza się w czasie ontogenezy, jak również w następstwie obciążenia czynnikami mechanicznymi wymienionych wyżej tkanek [6]. Periostyna podlega licznym regulacjom na poziomie transkrypcji, znajduje się również pod regulacyjnym wpływem parathormonu (PTH), czynników mechanicznych, czynników wzrostu (transformującego czynnika wzrostu β – TGF-β, białek morfogenetycznych kości 2 – BMP2), cytokin (czynnika martwicy nowotworów – TNF-a, interleukin – IL-4, -13) [36]. Należy podkreślić, że wiele spośród tych czynników wpływa na metabolizm tkanki kostnej. W kościach, periostyna wpływa na rekrutację i adhezję komórek progenitorowych ze szpiku kostnego, pobudzając regenerację kości [6]. Badania in vivo u myszy wykazały, że delecja genu POSTN upośledza wzrost kości długich i krótkich, zwiększając podatność na złamania [7, 44]. Wyniki przedstawionych badań pozwoliły na sformułowanie teorii, że periostyna wpływa nie tylko na procesy przebudowy kości, ale także na ich kształtowanie i wytrzymałość, co stało się podstawą do podjęcia badań, dotyczących poszukiwania powiązań między periostyną a rozwojem chorób metabolicznych tkanki kostnej.

Periostyna a osteoporoza

Rolę periostyny badano dotąd głównie w związku z onkogenezą. Wyniki niektórych badań wskazują na znaczny wzrost stężenia tego białka w surowicy u pacjentów z rakiem gruczołu krokowego, jelita grubego, przerzutami do kości raka sutka, czy też u pacjentów z niedrobnokomórkowym rakiem płuc [13]. Dalsze badania potwierdziły m.in. wpływ periostyny na tkankę kostną u myszy, co dało solidną podstawę do wykorzystania periostyny jako potencjalnego markera biochemicznego w diagnostyce osteoporozy u ludzi [8, 44, 45].

Pierwsze i jednocześnie największe badanie OFELY, dotyczące kobiet w wieku pomenopauzalnym, w czasie 7-letniego okresu obserwacji, wykazało zwiększone ryzyko wystąpienia złamań u kobiet z wysokimi stężeniami periostyny w surowicy, niezależne od wieku, BMD i klasycznych BTM [45]. Podobne wyniki uzyskali Kim i wsp. [31], prowadząc badania u koreańskich kobiet w wieku pomenopauzalnym. Autorzy skupili się głównie na określeniu zależności między stężeniami periostyny a ryzykiem złamań, nie uwzględniając niezależnych czynników ryzyka, takich jak: wiek, lata od początku menopauzy, palenie tytoniu, spożywanie alkoholu, aktywność fizyczna, czy też dodatni wywiad w kierunku złamań osteoporotycznych u rodziców. W badaniach tych wykazano istotną korelację między podwyższonymi stężeniami periostyny w osoczu u pacjentów ze złamaniami osteoporotycznymi w porównaniu do osób z brakiem złamań. Wyniki, uzyskane po uwzględnieniu BMD kości udowej, różniły się nadal istotnie w porównaniu z grupą kontrolną [31]. Znamienną zależność między stężeniem periostyny we krwi a BMD zaobserwowano także w najnowszych badaniach, obejmujących kobiety w okresie pomenopauzalnym z ostrymi złamaniami osteoporotycznymi kości biodrowej. Wykazano ponadto znamienną korelację między stężeniami periostyny a PINP i β-CTx [61]. Natomiast Bonnet i wsp. [5] poddali analizie złamania kręgowe i pozakręgowe, uzyskując znacznie wyższe stężenia periostyny w krążeniu u osób ze złamaniami pozakręgowymi, nawet po uwzględnieniu czynników ryzyka.

Porównanie uzyskiwanych wyników oznaczeń stężenia periostyny w przedstawionych wyżej badaniach może być utrudnione, ze względu na różnice w zastosowanych metodach oznaczeń tego białka. W badaniach Rosseau i wsp. [45, 46] oraz Yan i wsp. [61] zastosowano test ELISA (USCN Life Science, Chiny), w którym wykorzystuje się przeciwciało poliklonalne przeciwko domenie FAS-1 genu POSTN wykrywające, według zapewnień producenta, wszystkie izoformy periostyny. W pozostałych badaniach wykorzystywano testy ELISA, których metodyka jest oparta na dwóch przeciwciałach monoklonalnych, których czułość i swoistość względem niektórych izoform periostyny nie została jeszcze dokładnie poznana [46]. Należy podkreślić, że periostyna jest markerem nieswoistym tkankowo, zatem jej podwyższone stężenia mogą być związane z aktywnością metaboliczną także innych tkanek [27]. Wykorzystanie izoform swoistych dla okostnej, a także wystandaryzowanie metod oznaczeń, może umożliwić obiektywne określenie przydatności klinicznej periostyny jako markera osteoporozy.

MikroRNA

MikroRNA (miRNA) tworzą liczną grupę jednoniciowych, endogennych, niekodujących cząsteczek RNA o długości 18-24 nukleotydów. Pełnią główną rolę w regulacji ekspresji genów na poziomie potranskrypcyjnym, obejmując swoim działaniem około 30% ludzkiego genomu [18]. Uczestniczą w wielu ważnych procesach biochemicznych, takich jak: podziały i różnicowanie komórek, apoptoza, a także angiogeneza, czy onkogeneza [47]. Poszczególne miRNA pobudzają różnicowanie komórek przez hamowanie aktywności inhibitorów odpowiednich szlaków sygnałowych (tzw. regulacja „podwójnie negatywna”). W obrębie fizjologicznej tkanki kostnej, niektóre miRNA wykorzystują ten mechanizm w regulacji zarówno osteoblastogenezy (np. miR-218), jak i osteoklastogenezy (np. miR-148a) [53]. Najnowsze badania wykazały ponadto, że miRNA zawarte w egzosomach, transportowanych od komórek tkanki kostnej (osteoblasty, osteoklasy i ich prekursory) do komórek docelowych, odgrywają znaczącą rolę w procesach różnicowania osteoklastów i osteoblastów [59]. Stało się to podstawą do rozpoczęcia badań, dotyczących roli miRNA w rozwoju chorób metabolicznych kości, szczególnie osteoporozy, a także do wyselekcjonowania miRNA, które w przyszłości mogłyby być wykorzystywane w praktyce klinicznej.

MikroRNA a osteoporoza

Cząsteczki miRNA charakteryzują się dużą stabilnością, nawet w tak trudnych warunkach jak: niskie/wysokie pH, gotowanie, czy też wielokrotnie powtarzane cykle zamrażania/rozmrażania. Ponadto wyniki oznaczeń ich stężenia, uzyskane w próbkach pobranych od różnych pacjentów, w odstępach czasowych (w codziennie lub cotygodniowo powtarzanych badaniach), charakteryzują się dużą czułością i powtarzalnością [12]. Umożliwiło to przeprowadzenie badań, które potwierdziły istotną rolę miRNA w metabolizmie tkanki kostnej i przyczyniły się do rozwoju badań, mających na celu określenie możliwości ich wykorzystania, jako czułych i swoistych markerów stanów patologicznych tkanki kostnej, zwłaszcza osteoporozy.

Pierwsze badania in vivo u kobiet w okresie pomenopauzalnym skupiły się na wyselekcjonowaniu miRNA, którego stężenie w krążących monocytach korelowałoby z obniżonymi wartościami BMD [56]. Spośród 365 różnych miRNA wybrano miR-133a. Wykazano, że u kobiet z niskimi wartościami BMD stężenia miR-133a były znacznie wyższe w porównaniu do kobiet z wysokimi wartościami BMD. Występowanie podobnej korelacji między miR-133a a BMD potwierdziły także badania Li i wsp. [32]. W badaniach tych zaobserwowano również znamienne obniżenie stężeń miR-21-5p u kobiet w wieku pomenopauzalnym, które korelowały z podwyższonymi wartościami BMD. Natomiast Cao i wsp. [10], opierając się na wcześniejszych badaniach [56], przeanalizowali cztery miRNA (miR-27b-3p, miR-422a, miR-151-3p, miR-152-3p), których stężenia zmieniały się nieznacznie w zależności od BMD. Badania te wykazały zwiększoną ekspresję miRNA-422a w krążących monocytach u kobiet w okresie pomenopauzalnym, u których wartości BMD były zmniejszone. Odmienne wyniki uzyskano w badaniach, dotyczących oceny korelacji między miRNA u osób ze złamaniami osteoporotycznymi. Seeliger i wsp. [49] zwrócili uwagę na występowanie zmian w stężeniach miRNA u osób ze złamaniami osteoporotycznymi kości biodrowej, u osób ze złamaniami urazowymi i współistniejącą chorobą zwyrodnieniową stawów. Od każdego pacjenta pobierano do badań próbkę krwi obwodowej oraz próbkę bioptatu tkanki kostnej. U pacjentów ze złamaniami osteoporotycznymi stwierdzono zwiększenie stężeń pięciu miRNA (miR-21, miR-23a, miR-24, miR-25, miR-100, miR-125b) w obydwu badanych materiałach [49]. Natomiast Weilner i wsp. [57] wykazali istotne zmiany w ekspresji sześciu miRNA (miR-10a-5p, miR-10b-5p, miR-133b, miR-22-3p, miR-328-3p i let-7g-5p) w surowicy u kobiet w wieku pomenopauzalnym z ostrymi złamaniami osteoporotycznymi w porównaniu do kobiet zdrowych w podobnym wieku. Badania Panach i wsp. [42] potwierdziły istotną rolę miR-21-5p oraz miR-125b-5p w indukowaniu złamań osteoporotycznych, wskazując dodatkowo na zwiększoną ekspresję miR-122-5p w surowicy pacjentów ze złamaniami osteoporotycznymi w porównaniu do pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów. Meng i wsp. [35], analizując stężenia 331 różnych miRNA, pobranych z krwi obwodowej kobiet z osteoporozą w porównaniu do kobiet z osteopenią, wyróżnili miR-94-8p, jako potencjalny marker osteoporozy u kobiet w wieku pomenopauzalnym,

Użyteczność omówionych wyżej oznaczeń w diagnostyce osteoporozy jest jak dotąd niewielka. Podstawowe różnice, dotyczące np. rodzaju materiału pobieranego do badań (surowica, krążące monocyty, bioptaty tkanki kostnej), warunków przeprowadzonych badań (obecność złamania, wartości BMD, wiek i płeć pacjentów, ich liczebność oraz dobór grupy kontrolnej), czy też różnych paneli miRNA wykorzystywanych w badaniach, w większości przypadków uniemożliwiają porównanie uzyskanych wyników. Dlatego też, zanim będzie można wykorzystać w praktyce klinicznej którekolwiek z przedstawionych miRNA, niezbędna będzie standaryzacja wszystkich zmiennych oraz przeprowadzenie dalszych badań wśród liczniejszej grupy pacjentów, wykorzystując najlepiej rokujące miRNA. Na podstawie przedstawionych wyżej wyników badań do najlepiej rokujących w tym zakresie miRNA można zaliczyć: miR-21, miR-133a, miR-422a oraz miR-194-8p [10, 32, 35, 56, 57].

Podsumowanie

Klasyczne markery obrotu kostnego od wielu lat są standardem w ocenie ryzyka złamań osteoporotycznych, monitorowaniu leczenia osteoporozy, a od niedawna stają się pomocne także w diagnostyce. W ostatnich latach znacząco wzrosła intensywność badań nad nowymi markerami, które mogłyby wypełnić luki w wykorzystaniu obecnie stosowanych oraz przyczynić się do dokładniejszego poznania etiologii rozwoju osteoporozy. Szczególne zainteresowanie dotyczy sklerostyny, periostyny i mikroRNA. Większość dostępnych wyników badań wskazuje jednak na pewne ograniczenia, dotyczące ich wykorzystania w praktyce klinicznej, budzące czasem kontrowersje. Każdy z opisanych wyżej kandydatów mógłby w szczególnych sytuacjach stać się markerem predykcyjnym złamań w osteoporozie; sklerostyna u pacjentów z cukrzycą typu 2, periostyna, zwłaszcza w pozakręgowych złamaniach u kobiet w wieku pomenopauzalnym, a miRNA we wczesnej predykcji tych złamań. Jednak określenie potencjału tych markerów w diagnostyce klinicznej osteoporozy pozostaje nadal niewyjaśnione. Obiektywną decyzję będzie można podjąć dopiero wtedy, gdy odpowiednia liczba standaryzowanych i niezależnych badań, umożliwi wykluczenie lub potwierdzenie przydatności każdego z nich do tego celu.

Pełna treść artykułu