Text: Sandra Wilsdorf (for English version see below)
Osteoporose ist sehr vielfältig – wahrgenommen wird sie jedoch meist nur als Alterserkrankung. Dabei gibt es auch jüngere Menschen, die unter einer zu geringen Knochenmineraldichte und in der Folge unter brüchigen Knochen leiden. Wird bei ihnen Osteoporose diagnostiziert, dann häufig nur als idiopathisch, d.h. die Ursache ist unklar. Behandelt wird sie oft standardisiert – das hilft allerdings nur einem Teil der Patient*innen, kann bei anderen sogar schaden. Dabei ist die Frage nach dem Ursprung der Erkrankung Voraussetzung für eine wirksame Therapie.
Eine Antwort auf diese Frage zu finden ist das Ziel der klinischen Forschungsgruppe „ProBone“ am UKE. Dabei forscht eine interdisziplinäre Gruppe von rund 50 Wissenschaftler*innen aus neun verschiedenen Instituten und Kliniken des UKE und der Universität Hamburg an den Ursachen von Osteoporose bei jüngeren Menschen, bei denen keine klar erkennbaren Gründe für die Krankheit vorliegen. Ihre These: Mit Präzisionsmedizin können bei vielen von ihnen eindeutige genetische oder nicht-genetische Ursachen der Erkrankung identifiziert und diese in der Folge zielgerichtet therapiert werden.
Unklare Ursache für Osteoporose-Erkrankung
„Wir behandeln hier viele Patientinnen und Patienten mit einer sehr früh manifestierten Osteoporose“, erklärt Prof. Dr. Ralf Oheim, Oberarzt am Institut für Osteologie und Biomechanik, der die Forschungsgruppe zusammen mit Institutsdirektor Prof. Dr. Michael Amling leitet. Bei den meisten dieser Menschen unter 50 ist die Osteoporose Folge einer anderen Erkrankung, etwa einer Nieren-, Leber- oder einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung. Auch aus Ess-Störungen kann eine Osteoporose resultieren. Ebenso kann sie sich als Folge einer Chemotherapie oder einer längeren Einnahme von Kortison entwickeln. „Bei diesen sogenannten sekundären Osteoporosen muss zunächst die Grunderkrankung behandelt werden, damit sich die Osteoporose verbessern kann“, sagt der Facharzt für Orthopädie und Unfallchirurgie Ralf Oheim.
„Aber wir haben auch Patienten, bei denen nichts von alledem vorliegt und die Ursache der Osteoporose unklar ist“, so Oheim. Sie einfach als „idiopathische Osteoporose“ zu bezeichnen, deute jedoch eigentlich nur auf eine Wissenslücke hin. „Ursache kann eine noch nicht gefundene Grunderkrankung sein oder eine genetische Form der Osteoporose, die noch nicht diagnostiziert wurde.“
Schon seit 2015 gibt es in dem UKE-Institut, in dem jährlich rund 10.000 Patient*innen behandelt werden, eine Spezialambulanz namens National Bone Board für seltene muskuloskelettale Erkrankungen. Dabei konnten inzwischen klinische und genetische Daten von über 1000 Patient*innen dokumentiert werden, die schon in jungem Alter eine erniedrigte Knochenmineraldichte haben und immer wieder Knochenbrüche erleiden, ohne dass sie durch entsprechende Unfälle erklärt werden können. Auf diese Daten und Erfahrungen können Oheim und seine Kolleg*innen für das Forschungsprojekt zurückgreifen, um herauszufinden, warum genau die Knochen bei diesen Menschen so instabil sind.
Gibt es genetische Auffälligkeiten?
Bei den bisher untersuchten Patient*innen konnten die Wissenschaftler*innen bei einem Drittel klar genetische Ursachen für die Erkrankung finden. Bei einem weiteren Drittel gab es keine genetischen Auffälligkeiten, und beim letzten Drittel fanden sich genetische Varianten, die möglicherweise die Osteoporose erklärten – die finale Bestätigung steht aber aufgrund der bislang vorliegenden Daten oder fehlender Analysemethoden (noch) aus.
Bei der Forschungsgruppe verfolgen die Forschenden für alle drei Patient*innengruppen und in insgesamt neun Teilprojekten ganz unterschiedliche Ansätze: Eine Gruppe von Humangenetiker*innen prüft beispielsweise, ob es genetische Auffälligkeiten gibt, die sich bei vielen der Betroffenen zeigen. Eine wichtige Rolle spielen bei diesen und anderen Teilprojekten auch die Bioinformatiker*innen, mit deren Hilfe enorme Datenmengen ausgewertet werden können. Biochemiker*innen untersuchen zudem etwa den Einfluss des Energie- und Fettstoffwechsels auf den Knochen. Ein weiteres Projekt fragt nach dem Zusammenhang zwischen Immunsystem und Knochen.
Das Projekt „ProBone“ läuft bis 2028 und wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit 6,2 Millionen Euro gefördert. Prof. Oheim sieht weiteren Handlungsbedarf. Denn Osteoporose verursacht – genau wie die Gelenkerkrankung Arthrose, der altersbedingte Verlust von Muskelkraft (Sarkopenie) oder Knochenmetastasen – nicht nur enormen Leidensdruck, sondern hat aufgrund der großen Verbreitung eine immense gesundheitsökonomische Relevanz. „Wenn die Forschungsgruppe in der ersten Förderperiode die vielfältigen Ursachen von Osteoporose bei jüngeren Menschen erklären kann, wird es anschließend darum gehen, für diese Patient*innen maßgeschneiderte Therapien zu entwickeln“, so Oheim.
Info:
Mehr zum Forschungsprojekt finden Sie hier.
Forschung ist aufwendig, Sie können mit Ihrer Spende helfen. (Projektnummer: 0388/001)
Einen Film zum Forschungsprojekt "ProBone" sehen Sie hier.
English:
Fractures Before Fifty
Osteoporosis does not always occur only in old age. But what are the reasons when younger people already have fragile bones? An interdisciplinary team led by the University Medical Center Hamburg-Eppendorf (UKE) is investigating this question from different perspectives.
Text: Sandra Wilsdorf
Osteoporosis is highly diverse—yet it is usually perceived merely as a disease of old age. However, there are also younger people who suffer from low bone mineral density and, as a result, from fragile bones. When they are diagnosed with osteoporosis, it is often labeled as idiopathic, meaning that the cause is unknown. Treatment is frequently standardized—but this only helps some patients and can even be harmful to others. Understanding the origin of the disease, however, is a prerequisite for effective therapy.
Finding answers to this question is the goal of the clinical research group “ProBone” at UKE. An interdisciplinary team of around 50 researchers from nine different institutes and clinics at UKE and the University of Hamburg is investigating the causes of osteoporosis in younger people for whom no clear reasons for the disease can be identified. Their hypothesis: with precision medicine, clear genetic or non-genetic causes can be identified in many of these patients and subsequently treated in a targeted manner.
Unclear Causes of Osteoporosis
“We treat many patients here with very early-onset osteoporosis,” explains Prof. Dr. Ralf Oheim, senior physician at the Institute of Osteology and Biomechanics, who leads the research group together with institute director Prof. Dr. Michael Amling. In most people under 50, osteoporosis is the result of another disease, such as kidney or liver disease or chronic inflammatory bowel disease. Eating disorders can also lead to osteoporosis. It may likewise develop as a consequence of chemotherapy or prolonged use of corticosteroids. “In these so-called secondary forms of osteoporosis, the underlying condition must first be treated in order for the osteoporosis to improve,” explains the orthopedic and trauma surgeon Ralf Oheim.
“But we also have patients for whom none of this applies and whose osteoporosis has no clear cause,” says Oheim. Simply labeling it as “idiopathic osteoporosis,” however, merely points to a gap in knowledge. “The cause may be an as-yet undetected underlying disease or a genetic form of osteoporosis that has not yet been diagnosed.”
Since 2015, the UKE institute—where around 10,000 patients are treated each year—has operated a specialized outpatient clinic for rare musculoskeletal disorders called the National Bone Board. Clinical and genetic data from more than 1,000 patients have now been documented—patients who show reduced bone mineral density at a young age and suffer repeated fractures that cannot be explained by corresponding accidents. Oheim and his colleagues can draw on these data and experiences in their research project to determine why bones are so unstable in these individuals.
Are There Genetic Abnormalities?
Among the patients studied so far, the researchers have identified clear genetic causes in about one third. Another third showed no genetic abnormalities, while the remaining third exhibited genetic variants that may explain the osteoporosis—although final confirmation is still pending due to currently available data or missing analytical methods.
Within the research group, scientists are pursuing very different approaches for all three patient groups across nine subprojects: one team of human geneticists, for example, is investigating whether there are genetic abnormalities that appear in many affected individuals. Bioinformaticians also play a key role in these and other subprojects, as they help analyze vast amounts of data. Biochemists, in turn, are examining, among other things, the influence of energy and lipid metabolism on bone. Another project explores the relationship between the immune system and bone.
The “ProBone” project will run until 2028 and is funded by the German Research Foundation with €6.2 million. Prof. Oheim sees further need for action. Osteoporosis—like joint diseases such as osteoarthritis, age-related loss of muscle mass (sarcopenia), or bone metastases—not only causes considerable suffering but also has immense economic relevance due to its widespread prevalence. “If, during the first funding period, the research group can explain the diverse causes of osteoporosis in younger people, the next step will be to develop tailored therapies for these patients,” says Oheim.
Info:
You can find out more about the research project here.
Research is resource-intensive—your donation can help. (Project number: 0388/001)
Watch a film about the “ProBone” research project here. (German only)
