Mikrobiota und Knochenbrüchigkeit: Untersuchung der Beziehung zwischen Darmmikrobiota und Knochenmikroarchitektur (MICROBONE)

Postmenopausale Osteoporose ist ein großes Problem der öffentlichen Gesundheit in entwickelten Ländern. Trotz der Fortschritte sind das Wissen über die pathophysiologischen Mechanismen und die Identifizierung von Frauen mit hohem Frakturrisiko in der klinischen Praxis nicht zufriedenstellend. Die Darmmikrobiota besteht aus Billionen kommensaler Bakterien, die eine wichtige Rolle bei der Regulation des Stoffwechsels ihres menschlichen Wirts spielen. Einige Erkrankungen (Diabetes mellitus, Fettleibigkeit, Leberzirrhose, entzündliche Darmerkrankungen, Nierenerkrankungen im Endstadium, Depressionen, starker Alkoholkonsum, starkes Rauchen) sind mit Schwankungen in der Vielfalt der Darmmikrobiota und einem höheren Frakturrisiko verbunden. Darmbakterien synthetisieren oder beeinflussen die Synthese von Faktoren, die den Knochenstoffwechsel modulieren, z. Lipopolysaccharid (vorhanden in der Wand von gramnegativen Bakterien), entzündliche Zytokine (synthetisiert im Darm-assoziierten Lymphgewebe), Serotonin (synthetisiert im Dickdarmepithel), kurzkettige Fettsäuren, Östrogene (Dekonjugation von Sulfaten und Glucuroniden). Daten zum Zusammenhang zwischen Darmmikrobiota und Knochenstoffwechsel wurden hauptsächlich in tierexperimentellen Studien gewonnen. Klinische Daten sind begrenzt. Daten zur möglichen Rolle der Darmmikrobiota in der Pathophysiologie der postmenopausalen Osteoporose sind rar.

Die Forscher werden einen Querschnittsvergleich der Darmmikrobiota-Zusammensetzung in vier Gruppen von Frauen im Alter von 60 Jahren und darüber durchführen, die auf der Grundlage ihrer Knochenmineraldichte (BMD) und ihrer persönlichen Vorgeschichte von Fragilitätsfrakturen rekrutiert wurden. Die primären statistischen Analysen konzentrieren sich auf den Vergleich der Darmmikrobiota-Diversität nach BMD (bei Frauen mit gleichem Frakturstatus) und nach Frakturstatus (bei Frauen mit ähnlichem BMD). Die Forscher werden Wechselwirkungen der Vielfalt der Darmmikrobiota, ihrer Stoffwechselaktivität und anderer Stoffwechselfaktoren einerseits mit dem Knochenstatus andererseits analysieren. Die Forscher werden die Assoziation der Zusammensetzung der Darmmikrobiota mit der Knochenumsatzrate, der BMD, der Knochenmikroarchitektur, der durch Mikrofinite-Elemente-Analyse (Mikro-FEA) geschätzten Knochenstärke und mit körperlicher Leistungsfähigkeit, Muskelmasse und Kraft untersuchen. Die Forscher werden den Einfluss von microRNAs, die die Expression von entzündlichen Zytokinen modulieren, auf die Serumspiegel dieser Zytokine gemäß dem Muster der Darmmikrobiota-Diversität und ihren Assoziationen mit den Merkmalen des Knochenstatus (z. Knochenmikroarchitektur). Die Forscher werden den Zusammenhang zwischen Serumserotonin, der Fülle an Darmbakterien, die die Serotoninsynthese stimulieren (einige Clostridia-Arten), im Dickdarm und den Merkmalen des Knochenstatus analysieren.

Diese Studie wird neue Daten zur Bedeutung der Darmmikrobiota für das Frakturrisiko bei älteren Frauen liefern. Die Haupteinschränkung dieser Studie ist ihr Querschnittsdesign, aber dies ist die erste klinische Studie, die sich mit diesem Thema befasst. Es wird helfen, die Hauptstoffwechselwege zu identifizieren, die den beobachteten Assoziationen zugrunde liegen. Diese Daten werden experimentelle Studien anregen, um die diesen Assoziationen zugrunde liegenden biologischen Mechanismen aufzuklären. die ergebnisse werden indikationen für zukünftige klinische und experimentelle studien liefern. Langfristig werden die Ergebnisse zu zukünftigen Studien führen, die es ermöglichen, neue biologische Marker für das Frakturrisiko bei älteren Frauen und neue Medikamente gegen Osteoporose zu entwickeln.