Ο έλεγχος νυχιών ανιχνεύει οστική απώλεια σε ποντίκια:συνέπειες για την οστεοπόρωση και όχι μόνο

Η γήρανση συνδέεται με πολλές εκφυλιστικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της σταδιακής φθοράς του σκελετού. Η οστεοπόρωση (εύθραυστα οστά) είναι μια κοινή ασθένεια των οστών που χαρακτηρίζεται από αδυναμία των οστών και αυξημένο κίνδυνο καταγμάτων που αυξάνεται δραματικά σε συχνότητα εμφάνισης με την ηλικία. Ο κίνδυνος οστεοπόρωσης και συναφών καταγμάτων καθορίζεται από την ισορροπία μεταξύ των επιπέδων της μέγιστης οστικής μάζας που επιτυγχάνεται κατά τη διάρκεια της σκελετικής ανάπτυξης στην ενήλικη ζωή και της ποσότητας οστού που χάνεται αργότερα στη ζωή.

Τα οστεοπορωτικά κατάγματα αναπτύσσονται σταδιακά για αρκετά χρόνια και διαγιγνώσκονται μόνο αφού ο ασθενής παρουσιάσει μια μικρή πτώση ή ξαφνική πρόσκρουση. Στην κλινική, η οστεοπόρωση και ο κίνδυνος κατάγματος αξιολογούνται με διπλή απορρόφηση ακτίνων Χ (DEXA).

Αν και το DEXA παραμένει ο χρυσός κανόνας, έχει τους περιορισμούς του. Στην αναζήτηση καλύτερων εργαλείων για τη διάγνωση της οστεοπόρωσης, την παρακολούθηση των οστεοπορωτικών θεραπειών με την πάροδο του χρόνου και την εκτίμηση του κινδύνου κατάγματος, η προσοχή έχει επικεντρωθεί στις τεχνολογίες σάρωσης και απεικόνισης οστών.

Πρόσφατα δημοσιεύσαμε τις προσπάθειές μας να αναπτύξουμε ένα απλό τεστ νυχιών για την ανίχνευση οστικής απώλειας που σχετίζεται με την οστεοπόρωση σε θηλυκούς αρουραίους.

Καρφώματα για την Οστεοπόρωση

Η μείωση των επιπέδων οιστρογόνων στις γυναίκες μετά την εμμηνόπαυση πυροδοτεί αλλαγές στη χημική και δομική σύνθεση των οστών. Αυτές οι αλλαγές είναι συχνά η κύρια αιτία υπερβολικής απώλειας της οστικής πυκνότητας και του περιεχομένου και της επιδείνωσης της ποιότητας των οστών σε οστεοπορωτικούς ασθενείς.

Για να επικυρώσουμε το τεστ νυχιών, προκαλέσαμε χειρουργικά οστεοπόρωση σε θηλυκούς αρουραίους αφαιρώντας τις ωοθήκες και μετρήσαμε τις αλλαγές στην περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη των οστών και των νυχιών (νυχιών) χρησιμοποιώντας μια οπτική τεχνική που ονομάζεται φασματοσκοπία Raman. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται συνήθως στην εγκληματολογία για την ευαίσθητη και μη επεμβατική μέτρηση των αλλαγών στη χημική σύνθεση και παρέχει ένα δακτυλικό αποτύπωμα με το οποίο μπορούν να αναγνωριστούν τα μόρια.

Επιπλέον, παρακολουθήσαμε την οστική απώλεια στον σκελετό με μικροϋπολογιστική τοπογραφία, μια τεχνική απεικόνισης υψηλής ευκρίνειας και ευαίσθητης απεικόνισης για την παρακολούθηση της εξέλιξης της οστικής ανάπτυξης και της οστικής απώλειας σε πειραματόζωα.

Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι η υπογραφή της φασματοσκοπίας Raman της ινώδους πρωτεΐνης κερατίνης στα νύχια του αρουραίου προβλέπει τις αλλαγές στο κολλαγόνο της πρωτεΐνης της μήτρας των οστών και την απώλεια οστού σε οστεοπορωτικούς αρουραίους, με τους δύο ιστούς να παρουσιάζουν μείωση στην τάξη των πρωτεϊνικών δομών μετά την αφαίρεση του ωοθήκες.

Μια ταυτόχρονη κλινική μελέτη διαπίστωσε ότι η ίδια τεχνολογία – όταν συνδυάζεται με κλινικούς παράγοντες κινδύνου και δεδομένα DEXA – ενίσχυσε την ικανότητα διαφοροποίησης μεταξύ μετεμμηνοπαυσιακών γυναικών που είχαν υποστεί κάταγμα ή όχι.

Όταν συνδυάζονται με προηγούμενες μελέτες, αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν μια πιθανή κλινική επίπτωση στην πρόβλεψη οστεοπορωτικών καταγμάτων και στην παρακολούθηση των θεραπειών διατήρησης των οστών με τη μέτρηση του επιπέδου της κερατίνης των νυχιών ως υποκατάστατου δείκτη για την απώλεια του κολλαγόνου πρωτεΐνης των οστών.

Λόγω της χρήσης ενός απλού κουρέματος νυχιών που αναλύεται εξ αποστάσεως, μια τέτοια δοκιμή θα μπορούσε επίσης να προσφέρει στους ασθενείς το πρόσθετο όφελος στη μείωση των πιθανών κινδύνων ακτινοβολίας που σχετίζονται με τις παραδοσιακές τεχνικές σάρωσης όπως το DEXA.

Είναι σημαντικό, ωστόσο, να σημειωθεί ότι, ενώ τα πρόσφατα ευρήματά μας είναι ενθαρρυντικά, το τεστ νυχιών που περιγράφεται πρέπει να περάσει από ένα άλλο κύμα μελετών σε άλλα μοντέλα οστεοπόρωσης που σχετίζεται με την ηλικία και σε ασθενείς για να βρεθεί ο βέλτιστος τρόπος εκμετάλλευσης αυτής της συναρπαστικής τεχνολογίας σε κλινικό περιβάλλον.

Δυνατότητα ως εξέταση προσυμπτωματικού ελέγχου μετάστασης οστών

Η φασματοσκοπία Raman χρησιμοποιείται ευρέως ως κλινικό εργαλείο στη διάγνωση του καρκίνου. Η οστική βλάβη και ο πόνος που προκαλούνται από καρκινικά κύτταρα στον σκελετό είναι σοβαρές επιπλοκές σε γυναίκες που πάσχουν από οστικές μεταστάσεις που σχετίζονται με προχωρημένο καρκίνο του μαστού.

Το πιο δύσκολο μέρος της θεραπείας της υπερβολικής απώλειας οστού σε γυναίκες με καρκίνο του μαστού είναι η έγκαιρη διάγνωσή του. Στην εποχή των κιτ ανίχνευσης, επιθυμούμε να επικυρώσουμε το τεστ κερατίνης νυχιών που περιγράφεται στις πρόσφατες μελέτες μας ως τεστ διαλογής οστικής μετάστασης σε μοντέλα ποντικών με οστική μετάσταση καρκίνου του μαστού.

Και παρόλο που αυτό παραμένει φιλόδοξο, ποιος ξέρει, ένα τόσο απλό, μη επεμβατικό κιτ ανίχνευσης μπορεί ακόμη και να συμπεριληφθεί σε συνήθεις ελέγχους μαζί με άλλες εξετάσεις καρκίνου.

Σύγκρουση συμφερόντων:  Η μελέτη, η φασματοσκοπία Raman προβλέπει τη σύνδεση μεταξύ της κερατίνης των νυχιών και της δομής του κολλαγόνου των οστών σε ένα μοντέλο ποντικού με ανεπάρκεια οιστρογόνων δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Η Molecular Basis of Disease υποστηρίχθηκε από την Crescent Diagnostics Ltd. και την Intertrade Ireland (Πρόγραμμα FUSION 2012).