Zirkulierende miRNAs und Knochenmikrostruktur bei Erwachsenen mit Hypophosphatasie

Die Hypophosphatasie (HPP) ist eine noch nicht heilbare Erbkrankheit des Knochenstoffwechsels. Der klinische Phänotyp ist variabel und reicht von Demineralisation des Knochens, Deformation des Skeletts, Mikrosomie und Gangstörungen bis hin zu Atembeschwerden. Symptome der erwachsenen Form sind niedrigtraumatische Frakturen, Hüft- oder Oberschenkelschmerzen und Arthropathie. Ursache der Erkrankung ist eine Mutation im ALPL-Gen (1p36.1-p34) kodiert für das gewebeunspezifische Isoenzym der alkalischen Phosphatase (TNAP) in Leber, Knochen und Niere. Dies führt zu einer niedrigen Aktivität der alkalischen Phosphatase (AP) und erhöhten Konzentrationen von Phosphoethanolamin (PEA) im Urin.

HPP ist eine sehr seltene Erkrankung mit einer Prävalenz von etwa 1/100 000. Die Medizinische Abteilung II des St. Vincent Krankenhauses Wien, Institut der Medizinischen Universität Wien und der Sigmund Freud Privatuniversität Wien ist eine auf Knochenerkrankungen und als Mitglied von „Orphanet“ auch auf insbesondere ( i) Knochenmikrostruktur als Hauptbestandteil der Knochenfestigkeit und (ii) zirkulierende Mikro-RNAs (miRNAs) als vielversprechende Biomarker für Knochenerkrankungen werden bei Patienten mit HPP und alters- und geschlechtsangepassten gesunden Kontrollpersonen analysiert.

Mikrostrukturelle Verschlechterungen des kortikalen und trabekulären Knochens sowie die volumetrische Knochendichte (vBMD) in Radius und Tibia bei HPP-Patienten werden mittels HR-pQCT (High Resolution Peripheral Quantitative Computer Tomography, Scanco Medical, Brütisellen) mit gesunden Personen verglichen. HR-pQCT ist eine hochauflösende, nicht-invasive Technik zur Messung kortikaler und trabekulärer Knochenmikrostrukturen sowie vBMD mit hoher Auflösung (82 µm).

Mikro-RNAs (miRNAs) sind kurze, nicht kodierende RNA-Moleküle, von denen einige als knochenspezifisch identifiziert wurden (z. miR-31, miR-335, miR-155, miR-29b, miR-188, miR-550a). Sie spielen eine bedeutende Rolle im Knochenstoffwechsel, indem sie die Synthese und Funktion von Osteoblasten sowie Osteoklasten steuern.

In aktuellen Studien konnten wir zeigen, dass diese microRNAs im Serum nachweisbar sind und dass ihre Serumkonzentration mit dem Risiko für osteoporotische Frakturen korreliert. Daten für Patienten mit HPP liegen noch nicht vor. miRNAs werden mittels qPCR (quantitative Polymerase-Kettenreaktion) im Serum von Patienten mit HPP und entsprechenden Kontrollen gemessen.

Darüber hinaus werden Messungen der Flächen-BMD (aBMD) mittels DXA (Dual Energy X-ray Absorptiometry) und DXL (Dual X-ray and Laser) durchgeführt. Vitamin D und etablierte Knochenumsatzmarker, einschließlich PINP (N-terminales Propeptid des Typ-I-Kollagens), CTX (kollagenes Typ-1-quervernetztes C-Telopeptid) und Sclerostin werden analysiert. Außerdem wird die Körperzusammensetzung bestimmt.