Pathofysiologi af osteoporose: Rolle af skjult kortisoloverskud og dets forudsigelser i knogleskørhed (PATHOS)

Klinisk åbenlys hypercortisolisme fører til hypertension, diabetes og osteoporose. For nylig er selv tilstanden med mild og asymptomatisk hypercortisolisme blevet beskrevet at være forbundet med øget forekomst af kroniske komplikationer af kortisoloverskud og dødelighed. Hos patienter med osteoporose kan denne form for hypercortisolisme forblive okkult (skjult hypercortisolisme, HidHyCo).

HidHyCo-prævalensen i den generelle befolkning anslås til at være 0,2-2%, men den er rapporteret op til 9,9% og 17,6% hos henholdsvis patienter med lav knoglemineraltæthed og skrøbelighedsfraktur. Men i betragtning af den høje udbredelse af knogleskørhed og den relativt lave specificitet af de tilgængelige tests til HidHyCo-detektion, anses screening for alle osteoporotiske patienter for HidHyCo for utænkeligt, og der er ingen tilgængelige retningslinjer for behandling af HidHyCo-screeningen ved osteoporose.

På nuværende tidspunkt er data vedrørende osteoporosekarakteristika, der hyppigere er forbundet med HidHyCo, ikke blevet rapporteret, selvom nogle data tyder på, at sameksistensen af ​​osteopeni med hypertension behandlet med mindst 2 lægemidler eller med ikke velkontrolleret hypertension og/eller diabetes eller med en historie af kardiovaskulære hændelser kan øge sandsynligheden for HidHyCo.

Desuden er knappe og uoverensstemmende data tilgængelige om patogenesen af ​​knogleskaden på grund af et subtilt kortisoloverskud og om den mulige rolle af individuel knoglefølsomhed over for cortisol og mikrobiomsammensætning.

Derfor er formålene med det nuværende projekt følgende: i) at vurdere forekomsten af ​​HidHyCo, ii) at bestemme de karakteristika, der forudsiger tilstedeværelsen af ​​denne tilstand hos patienter med tilsyneladende primær osteoporose, iii) at evaluere de patogenetiske mekanismer, der forklarer negative effekter af dette lille kortisoloverskud på knogler og den potentielle rolle af den genetiske baggrund og tarmmikrobiomet.

Hos alle patienter, der er inkluderet i undersøgelsen, og som har givet informeret samtykke til at deltage i undersøgelsen, vil der blive udført 1 mg natten over dexamethason suppressionstest (F-1mgDST). Hos alle forsøgspersoner med F-1mgDST >1,8 mcg/dL vil cortisolniveauer efter to-dages lavdosis (2 mg/dag) dexamethasonundertrykkelsestest (F-2mgx2dDST) blive målt.

Patienter med F-2mgx2dDST over >1,8 mcg/dL vil blive betragtet som påvirket af HidHyCo og vil blive behandlet efter de tilgængelige retningslinjer for hyperkortisolisme.

HidHyCo-prævalensen hos osteopeniske/osteoporotiske patienter og dens 95 % intervalkonfidens vil blive beregnet.

Desuden vil følgende vitale og antropometriske parametre blive registreret hos alle rekrutterede patienter: blodtryk, hjertefrekvens, vægt, højde, body mass index (BMI), abdominal omkreds og talje-til-hofte-forhold. Desuden vil følgende variabler blive indsamlet: velkendt historie med skrøbelighedsfraktur, rygevaner, vigtigste følgesygdomme, historie med fald, tidligere kliniske skrøbelighedsfrakturer, igangværende farmakologisk behandling (især type og antal af antihypertensive, lipidsænkende, anti-diabetisk og anti-diabetes). -osteoporotiske lægemidler), tidligere anti-osteoporotiske behandlinger, hos kvinder regelmæssighed af menstruation eller overgangsalder og hos mænds testosteronniveauer. Spørgeskemaer til vurdering af dagligt calciumindtag og fysisk aktivitet vil blive givet til alle patienter. På tidspunktet for tilmeldingen var resultaterne af første lags undersøgelser i henhold til nationale retningslinjer (dvs. serum erytrocytsedimentationshastighed, fuldstændig blodtælling, serumproteinelektroforese, serumcalciumniveauer, serumfosfatniveauer, total alkalisk fosfatase, serumkreatinin, 24-timers urinkalcium) vil også blive registreret. Desuden kan andre calciumphosphatmetabolismeparametre (dvs. serum ioniseret calcium, serum parathyreoideahormon, serum 25-OH-vitamin D, serum ß-CrossLaps, knogle alkalisk fosfatase) og rutinebestemmelser (dvs. fastende glukose, insulin, glykeret hæmoglobin, total kolesterol, low density lipoprotein, high density lipoprotein, triglycerider, transaminaser) vil blive registreret, hvis det er tilgængeligt.

I henhold til god klinisk praksis vil knoglemineraltætheden hos alle patienter blive vurderet ved dobbelt-energi røntgenabsorption (Hologic eller Lunar bone densitometre), og tilstedeværelsen af ​​asymptomatiske vertebrale frakturer vil blive kontrolleret ved hjælp af konventionelle spinal røntgenbilleder ved brug af den semikvantitative visuel vurdering beskrevet af Genant et al., defineret som en reduktion på >20% i anterior, mellem eller posterior vertebral højde.

Efterforskerne vil sammenligne de kliniske og biokemiske karakteristika for osteoporotiske/osteopeniske patienter med HidHyCo og dem uden HidHyCo. Prøvestørrelsen er blevet beregnet for at have et tilstrækkeligt antal HidHyCo-tilfælde til at bestemme karakteristika for osteoporotiske patienter, der tyder på tilstedeværelsen af ​​HidHyCo. Da HidHyCo kan estimeres til at have mindst 3 % prævalens hos osteoporotiske patienter, bør en prøve på 1500 osteoporotiske patienter være tilstrækkelig til at finde ikke mindre end 45 HidHyCo-tilfælde.

For yderligere at undersøge knoglekvalitet og omsætning hos HidHyCo-patienter, at karakterisere HidHyco-patienter fra et molekylært og genetisk synspunkt og at evaluere de patogenetiske mekanismer, der forklarer de negative virkninger af endogene subtile kortisoloverskud på knoglesundhed og den potentielle rolle af den genetiske baggrund og af tarmmikrobiomet.

Hos patienter, der viser sig at være påvirket af HidHyCo og hos patienter, der matcher alder, køn og BMI uden HidHyCo (med et case-kontrolforhold på 1:2) vil efterforskerne:

i) vurdere knogleomsætningsmarkører og nye potentielle serummarkører for knoglestatus, såsom dem, der er involveret i Wnt-ßcatenin-signalering; ii) udføre radiofrekvensekkografisk multispektrometri (REMS), en ikke-ioniserende skeletteknik udført ved brug af en ny dedikeret ekkografisk enhed (EchoStation, Echolight Spa, Lecce, Italien) for yderligere at undersøge knoglekvalitetskarakteristika, der ikke er inkluderet i DXA-målt BMD, såsom Fragility Score (FS).

iii) vurdere cirkulerende mikroRNA'er (miRNA'er, dvs. små ikke-kodende enkeltstrengede RNA'er, der er dukket op som vigtige post-transskriptionelle regulatorer af genekspression) ekspressionsprofil; iv) vurdere kortisol perifer aktivering, som udtrykt ved 24-timers urin-fri cortisol/fri cortison-forholdet (dvs. jo højere R-UFF/UFE, jo højere vævseksponering for aktive glukokortikoider), målt ved væskekromatografi-tandem massespektrometri og dets forhold til de polymorfe varianter af 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 (11ßHSD1) genet; v) vurdere cortisolfølsomhed, udtrykt af polymorfismer af glucocorticoid receptor (GR) genet fra DNA isoleret fra perifert blod; vi) vurdere beta-2 adrenerg aktivitet, reguleret af polymorfi (rs1800544) af beta-2 adrenerge receptor (B2AR) genet fra DNA isoleret fra perifert blod, hvilket kan have en indvirkning på kortisol-effekten på grund af de multiple interaktioner mellem det sympatiske og hypothalamus-hypofyse-binyresystemerne via adrenoceptorer; vii) vurdere tarmmikrobiomsammensætning ved hjælp af fækale prøver. For at undgå forvirrende virkning af knogleaktive lægemidler vil i), ii) og iii) ikke blive vurderet hos patienter i behandling med knogleaktive lægemidler, men udelukkende hos naive-behandlingspatienter eller hos patienter, der ikke er nyligt behandlet (over 12 måneder) tidligere for orale bisfosfonater og teriparatid og over 24 måneder tidligere for intravenøse bisfosfonater og denosumab).

HidHyCo-casefundet er af yderste vigtighed, da en underliggende tilstand af HidHyco er forbundet med en øget risiko for osteoporose og skrøbelighedsfrakturer og kan nedsætte responsen på knogleaktive lægemidler. Omvendt kan opløsningen af ​​kortisoloverskud resultere i forbedring af knoglestyrken og i reduktion af frakturrisiko. Imidlertid er HidHyCo per definition en okkult tilstand, indtil dens tilstedeværelse mistænkes på baggrund af særlige karakteristika ved den underliggende sygdom.

Baseret på foreløbige data er det muligt at antage, at HidHyCo er til stede i en ikke ubetydelig procentdel af osteopeniske/osteoporotiske patienter.

Efterforskerne antager en 3% HidHyCo-prævalens i den osteoporotiske befolkning. Tilstedeværelsen af ​​osteoporose forbundet med en dårligt kontrolleret hypertension og/eller diabetes eller med en historie med kardiovaskulære hændelser (osteopeni med komorbiditeter) eller tilstedeværelsen af ​​skrøbelighedsfrakturer i tilstedeværelse af ikke-osteoporotisk knogletæthed, i en eugonadal tilstand og/eller ved osteoporose behandling med knogleaktive lægemidler kan være de variabler, der potentielt er forbundet med en øget sandsynlighed for at have HidHyCo.

Ved at teste vores stikprøve af osteoporotiske patienter for HidHyCo, sigter efterforskerne på at indhente information om prætestsandsynligheden for et enkelt individ for at have et subtilt kortisoloverskud og, hvis det er muligt, at udvikle en klinisk model til identifikation i ambulante osteoporoseklinikker af emner, der er værdige til HidHyCo-test, og dermed undgå en massescreening.

Desuden kan evalueringen af ​​cirkulerende miRNAs ekspressionsprofil hjælpe med at skelne mellem primær osteoporose og sekundær osteoporose på grund af subtilt kortisoloverskud.

Fra et patofysiologisk synspunkt kan tilstanden af ​​HidHyCo hos vores patienter, forskelligt fra den eksogene hypercortisolisme, repræsentere en ren form for let kortisoloverskud, uden den forvirrende virkning af de sygdomme, for hvilke der gives terapeutiske glukokortikoider. Derfor kan vurderingen af ​​knogleinvolvering hos HidHyCo-patienter give samtykke til at evaluere den rene rolle af glukokortikoidoverskud på knoglemetabolisme og knoglekvalitet, som udtrykt for eksempel ved markørerne for knogleomsætning og Wnt-ß-catenin-signalering og ved REMS henholdsvis parametre.

Derudover kan glukokortikoidsekretionen og sensitivitetsevalueringen i vores osteoporotiske population også give os samtykke til at studere virkningen af ​​cortisol perifer aktivering og af polymorfismer af 11ßHSD1, GR og B2AR gener til at modulere skeletfølsomheden og skade på det subtile kortisoloverskud.

Hvis disse parametres betydning for knoglesundheden blev bekræftet, ville det være muligt at personalisere den kliniske oparbejdning ud fra den individuelle risiko for fraktur og forsøge at modvirke hos udvalgte patienter de negative virkninger af den relativt øgede kortisolsekretion med 11ßHSD1. inhibitorer. Faktisk viste nogle undersøgelser, at hæmningen af ​​11ßHSD1 kan beskytte knoglerne mod de skadelige virkninger af glukokortikoider.

Endelig vil efterforskerne få information om hvorvidt mikrobiomsammensætningen er forskellig mellem osteoporotiske patienter med og uden HydHyCo. Denne information kunne foreslå nye patofysiologiske mekanismer, der ligger til grund for forholdet mellem kortisoloverskud og knogleskørhed.

Hvis der var interaktioner mellem disse faktorer (mikrobiom og kortisolmiljø) på de kliniske resultater af knogleskørhed, kan efterforskere foreslå tarmen som et nyt terapeutisk mål for at forhindre de negative systemiske virkninger af kortisoloverskud, som foreslået af eksperimentelle observationer. Samlet set vil information fra denne undersøgelse gøre det muligt at afsløre tilstedeværelsen af ​​HidHyCo hos patienter, der er evalueret for osteoporose og/eller knogleskørhed og at personalisere den kliniske behandling af disse patienter i forhold til den genetiske baggrund, GC-følsomheden og mikrobiomsammensætningen