Gestörter Fettstoffwechsel als Ursache für Knochenkrankheiten

OA ist eine degenerative Gelenkerkrankung, die mit Knorpelabbau und Knochenumbauprozessen einhergeht, OP hingegen eine progressive Knochenerkrankung, bei der durch verringerte Knochendichte das Frakturrisiko steigt.

Erstmals untersuchte man, wie wichtige Komponenten von Lipid- und Lipoproteintransportsystemen die OA- und OP-Pathogenese beeinflussen. Unter Ägide des Projekts APOEOSTEOARTHRITIS wurde an Mausmodellen die Rolle von Apolipoprotein E (ApoE), ApoA-I und Lecithin─Cholesterol-Acyltransferase (LCAT) analysiert.

Nachdem die Mäuse auf westliche bzw. fettreiche Diät (western-type diet, WTD) gesetzt wurden, ergab sich eindeutig kein Zusammenhang zwischen ApoE und OA-Entstehung, jedoch verringerte sich bei ApoE-defizienten Mäusen nach längerer WTD die Knochenmasse. Knochenmarksanalysen zeigten auch niedrigere Osteoblastenfunktion und Kollagenquerverbindungen sowie eine höhere Osteoklastenaktivität. So ist davon auszugehen, dass ein ApoE-Mangel das Fraktur- und OP-Risiko erhöht.

Die Forscher untersuchten dann an LCAT- und ApoA-I-defizienten Mausmodellen die Rolle von LCAT und des HDL-Proteins (High-Density-Lipoprotein) ApoA-I bei OA. LCAT ist ein Enzym, das den Lipidgehalt im Blutplasma reguliert, und dessen wichtigster katalytischer Aktivator HDL-ApoA-I ist.

Bezeichnenderweise entwickelten sowohl LCAT- als auch ApoA-I-defiziente Mäuse nach einer WTD Arthrose, da sie kein reifes HDL mehr bilden konnten. Außerdem erhöhte sich das kardiovaskuläre Risiko beträchtlich. Interessant war, dass sich bei ApoA-I- im Gegensatz zu LCAT-defizienten Mäusen die Knochenmasse wie auch die Anzahl der Kollagenquervernetzungen dramatisch reduzierte. Offenbar kommt apoA-I eine Schutzfunktion zu, da ansonsten das OP- und Frakturrisiko steigt. Die Forscher fanden auch heraus, dass sich bei ApoE-, ApoA-I- und LCAT-defizienten Mäusen häufig eine ernährungsbedingte nicht-alkoholische Fettleber einstellte.

Die Projektaktivitäten lieferten wertvolle Einblicke in die Pathogenese von OA und OP. So könnten künftig bei ApoA-I-Mangel neue gentherapeutische Interventionen ins Auge gefasst werden oder lipidbasierte Therapien gegen bestimmte Lebererkrankungen, und möglicherweise könnten Studien dieser Art auch zu Knochenkrebs erwogen werden.