PATOfizjologia osteoporozy: rola ukrytego nadmiaru kortyzolu i jego predyktory w łamliwości kości (PATHOS)

Klinicznie jawna hiperkortyzolemia prowadzi do nadciśnienia, cukrzycy i osteoporozy. Niedawno opisano, że nawet stan łagodnej i bezobjawowej hiperkortyzolemii wiąże się ze zwiększoną częstością występowania przewlekłych powikłań związanych z nadmiarem kortyzolu i śmiertelnością. U pacjentów z osteoporozą ta postać hiperkortyzolizmu może pozostać utajona (ukryta hiperkortyzolizm, HidHyCo).

Częstość występowania HidHyCo w populacji ogólnej szacuje się na 0,2–2%, ale u pacjentów z niską gęstością mineralną kości i złamaniami związanymi z kruchością zgłaszano ją aż do 9,9% i 17,6%. Jednakże, biorąc pod uwagę częste występowanie łamliwości kości i stosunkowo niską swoistość dostępnych testów do wykrywania HidHyCo, badanie przesiewowe wszystkich pacjentów z osteoporozą w kierunku HidHyCo jest uważane za nie do pomyślenia i nie są dostępne żadne wytyczne dotyczące badania przesiewowego HidHyCo w osteoporozie.

Obecnie nie ma danych dotyczących charakterystyki osteoporozy częściej kojarzonej ze stosowaniem HidHyCo, chociaż niektóre dane sugerują, że współistnienie osteopenii z nadciśnieniem leczonym co najmniej 2 lekami lub ze słabo kontrolowanym nadciśnieniem i/lub cukrzycą lub z wywiadem zdarzeń sercowo-naczyniowych może zwiększać prawdopodobieństwo wystąpienia HidHyCo.

Ponadto dostępne są nieliczne i rozbieżne dane na temat patogenezy uszkodzeń kości spowodowanych subtelnym nadmiarem kortyzolu oraz możliwej roli indywidualnej wrażliwości kości na kortyzol i składu mikrobiomu.

Dlatego cele obecnego projektu są następujące: i) ocena częstości występowania HidHyCo, ii) określenie cech predykcyjnych obecności tego schorzenia u pacjentów z pozornie pierwotną osteoporozą, iii) ocena mechanizmów patogenetycznych wyjaśniających negatywne skutki tego niewielkiego nadmiaru kortyzolu na kości oraz potencjalna rola podłoża genetycznego i mikrobiomu jelitowego.

U wszystkich pacjentów włączonych do badania, którzy wyrazili świadomą zgodę na udział w badaniu, zostanie wykonany nocny test hamowania deksametazonem w dawce 1 mg (F-1mgDST). U wszystkich pacjentów z F-1mgDST >1,8 mcg/dl, zostanie zmierzone stężenie kortyzolu po dwudniowym teście supresji deksametazonu w małej dawce (2 mg/dzień) (F-2mgx2dDST).

Pacjenci z F-2mgx2dDST powyżej >1,8 mcg/dl zostanie uznane za dotknięte przez HidHyCo i będzie leczone zgodnie z dostępnymi wytycznymi dotyczącymi hiperkortyzolemii.

Obliczona zostanie częstość występowania HidHyCo u pacjentów z osteopenią/osteoporozą i jej 95% przedział ufności.

Ponadto u wszystkich rekrutowanych pacjentów rejestrowane będą następujące parametry życiowe i antropometryczne: ciśnienie krwi, tętno, masa ciała, wzrost, wskaźnik masy ciała (BMI), obwód brzucha oraz stosunek talii do bioder. Ponadto zbierane będą następujące zmienne: znana historia złamań z powodu łamliwości, palenie tytoniu, główne choroby współistniejące, historia upadków, przebyte kliniczne złamania z powodu łamliwości, trwające leczenie farmakologiczne (w szczególności rodzaj i liczba leków przeciwnadciśnieniowych, hipolipemizujących, przeciwcukrzycowych i przeciwcukrzycowych) -leki osteoporotyczne), wcześniejsze leczenie przeciwosteoporotyczne, u kobiet regularność miesiączki lub wiek menopauzy oraz poziom testosteronu u mężczyzn. Wszystkim pacjentom zostaną rozdane kwestionariusze oceniające dzienne spożycie wapnia i aktywność fizyczną. W momencie rejestracji wyniki badań pierwszego stopnia zgodnie z wytycznymi krajowymi (tj. rejestrowane będą również szybkość sedymentacji erytrocytów w surowicy, pełna morfologia krwi, elektroforeza białek surowicy, stężenie wapnia w surowicy, stężenie fosforanów w surowicy, całkowita fosfataza alkaliczna, kreatynina w surowicy, wapń w 24-godzinnym moczu). Ponadto inne parametry metabolizmu wapnia i fosforanów (tj. wapnia zjonizowanego w surowicy, parathormonu w surowicy, 25-OH-witaminy D w surowicy, ß-CrossLaps w surowicy, fosfatazy zasadowej kości) i rutynowych oznaczeń (tj. glukoza na czczo, insulina, hemoglobina glikowana, cholesterol całkowity, lipoproteiny o małej gęstości, lipoproteiny o dużej gęstości, trójglicerydy, transaminazy) będą rejestrowane, jeśli są dostępne.

Zgodnie z dobrą praktyką kliniczną, u wszystkich pacjentów gęstość mineralna kości będzie oceniana za pomocą absorpcjometrii rentgenowskiej o podwójnej energii (densytometr kości Hologic lub Lunar), a obecność bezobjawowych złamań kręgów będzie sprawdzana za pomocą konwencjonalnych zdjęć rentgenowskich kręgosłupa z wykorzystaniem metody półilościowej. ocena wizualna opisana przez Genant i wsp., zdefiniowana jako zmniejszenie o > 20% wysokości kręgów w przedniej, środkowej i tylnej części.

Badacze porównają charakterystykę kliniczną i biochemiczną pacjentów z osteoporozą/ostopenią stosujących HidHyCo i tych bez HidHyCo. Wielkość próby obliczono w celu uzyskania odpowiedniej liczby przypadków HidHyCo do określenia cech pacjentów z osteoporozą sugerujących obecność HidHyCo. Ponieważ można oszacować, że HidHyCo występuje u co najmniej 3% pacjentów z osteoporozą, próba 1500 pacjentów z osteoporozą powinna wystarczyć, aby znaleźć nie mniej niż 45 przypadków HidHyCo.

Dalsze badanie jakości i obrotu kości u pacjentów HidHyCo, scharakteryzowanie pacjentów HidHyco z molekularnego i genetycznego punktu widzenia oraz ocena mechanizmów patogenetycznych wyjaśniających negatywny wpływ endogennego nadmiaru subtelnego kortyzolu na zdrowie kości oraz potencjalną rolę podłoża genetycznego i mikrobiomu jelitowego.

U pacjentów, u których stwierdzono wpływ HidHyCo oraz u pacjentów dobranych pod względem wieku, płci i BMI bez HidHyCo (przy stosunku przypadków do kontroli wynoszącym 1:2) badacze:

i) ocenić markery obrotu kostnego i nowe potencjalne markery stanu kości w surowicy, takie jak te zaangażowane w sygnalizację Wnt-ßkatenina; ii) wykonać multispektrometrię echograficzną o częstotliwości radiowej (REMS), niejonizującą technikę szkieletu, wykonywaną przy użyciu nowego, dedykowanego urządzenia echograficznego (EchoStation, Echolight Spa, Lecce, Włochy) w celu dalszego zbadania cech jakości kości, które nie są uwzględniane w BMD mierzonym DXA, takie jak wskaźnik kruchości (FS).

iii) ocenić profil ekspresji krążących mikroRNA (miRNA, tj. małych niekodujących jednoniciowych RNA, które stały się ważnymi posttranskrypcyjnymi regulatorami ekspresji genów); iv) ocenić obwodową aktywację kortyzolu, wyrażoną jako stosunek wolnego kortyzolu do wolnego kortyzonu w ciągu 24 godzin w moczu (tj. im wyższy R-UFF/UFE, tym większa ekspozycja tkanek na aktywne glukokortykoidy), mierzony metodą chromatografii cieczowej-tandemowej spektrometrii masowej i jego związek z polimorficznymi wariantami genu dehydrogenazy 11beta-hydroksysteroidowej typu 1 (11ßHSD1); v) ocenić wrażliwość na kortyzol, wyrażoną polimorfizmem genu receptora glukokortykoidowego (GR) z DNA wyizolowanego z krwi obwodowej; vi) ocenić aktywność beta-2 adrenergiczną, regulowaną przez polimorfizm (rs1800544) genu receptora beta-2 adrenergicznego (B2AR) z DNA wyizolowanego z krwi obwodowej, co może mieć wpływ na działanie kortyzolu ze względu na liczne interakcje pomiędzy układem współczulnym oraz układ podwzgórze-przysadka-nadnercza poprzez adrenoceptory; vii) ocenić skład mikrobiomu jelitowego na podstawie próbek kału. Aby uniknąć zakłócającego działania leków działających na kości, i), ii) i iii) nie będą oceniane u pacjentów leczonych lekami działającymi na kości, ale wyłącznie u pacjentów nieleczonych wcześniej lub u pacjentów, którzy nie byli niedawno leczeni (ponad 12 miesięcy) poprzednio dla doustnych bisfosfonianów i teryparatydu oraz ponad 24 miesiące wcześniej dla dożylnych bisfosfonianów i denosumabu).

Ustalenie przypadku HidHyCo ma ogromne znaczenie, ponieważ stan podstawowy HidHyco wiąże się ze zwiększonym ryzykiem osteoporozy i złamań z powodu kruchości kości oraz może zmniejszać reakcję na leki działające na kości. I odwrotnie, usunięcie nadmiaru kortyzolu może skutkować poprawą wytrzymałości kości i zmniejszeniem ryzyka złamań. Jednakże HidHyCo jest z definicji stanem okultystycznym, dopóki nie zostanie podejrzenie jego obecności na podstawie szczególnych cech choroby podstawowej.

Na podstawie wstępnych danych można założyć, że HidHyCo występuje u znacznego odsetka pacjentów z osteopenią/osteoporozą.

Badacze stawiają hipotezę, że częstość występowania HidHyCo w populacji osteoporotycznej wynosi 3%. Obecność osteoporozy związanej ze źle kontrolowanym nadciśnieniem i/lub cukrzycą lub ze zdarzeniami sercowo-naczyniowymi w wywiadzie (osteopenia z chorobami współistniejącymi) lub występowanie złamań kruchych przy nieosteoporotycznej gęstości kości, w stanie eugonadalnym i/lub na osteoporozie leczenie lekami działającymi na kości może być zmiennymi potencjalnie związanymi ze zwiększonym prawdopodobieństwem posiadania HidHyCo.

Testując naszą próbę pacjentów z osteoporozą pod kątem HidHyCo, badacze mają na celu uzyskanie informacji dotyczących prawdopodobieństwa wystąpienia niewielkiego nadmiaru kortyzolu u pojedynczej osoby przed badaniem oraz, jeśli to możliwe, opracowanie modelu klinicznego do identyfikacji w ambulatoryjnych klinikach osteoporozy podmioty zasługujące na badanie HidHyCo, co pozwala uniknąć masowych badań przesiewowych.

Ponadto ocena profilu ekspresji krążących miRNA może pomóc w rozróżnieniu osteoporozy pierwotnej i osteoporozy wtórnej spowodowanej subtelnym nadmiarem kortyzolu.

Z patofizjologicznego punktu widzenia stan HidHyCo u naszych pacjentów, w odróżnieniu od egzogennej hiperkortyzolizmu, może reprezentować czystą postać niewielkiego nadmiaru kortyzolu, bez zakłócającego działania chorób, na które podaje się terapeutyczne glikokortykosteroidy. Dlatego ocena zajęcia kości u pacjentów HidHyCo może pozwolić na ocenę czystej roli nadmiaru glukokortykoidów na metabolizm kości i jakość kości, wyrażoną na przykład przez markery obrotu kostnego i sygnalizację Wnt-β-kateniny oraz REMS parametry, odpowiednio.

Ponadto ocena wydzielania i wrażliwości glukokortykoidów w naszej populacji z osteoporozą może również pozwolić nam na zbadanie wpływu obwodowej aktywacji kortyzolu i polimorfizmów genów 11ßHSD1, GR i B2AR na modulowanie wrażliwości szkieletu i uszkodzenie subtelnego nadmiaru kortyzolu.

Jeżeli znaczenie tych parametrów dla zdrowia kości zostałoby potwierdzone, możliwa byłaby personalizacja postępowania klinicznego w oparciu o indywidualne ryzyko złamań i podjęcie próby przeciwdziałania u wybranych pacjentów niekorzystnym skutkom stosunkowo zwiększonego wydzielania kortyzolu za pomocą 11ßHSD1. inhibitory. Rzeczywiście, niektóre badania wykazały, że hamowanie 11ßHSD1 może chronić kości przed szkodliwym działaniem glukokortykoidów.

Na koniec badacze uzyskają informacje na temat tego, czy skład mikrobiomu różni się między pacjentami z osteoporozą i bez HydHyCo. Informacje te mogą sugerować nowe mechanizmy patofizjologiczne leżące u podstaw związku między nadmiarem kortyzolu a łamliwością kości.

Gdyby istniały interakcje między tymi czynnikami (mikrobiom i środowisko kortyzolu) na kliniczne skutki łamliwości kości, badacze mogliby zasugerować jelita jako nowy cel terapeutyczny w zapobieganiu niekorzystnym ogólnoustrojowym skutkom nadmiaru kortyzolu, jak sugerują obserwacje eksperymentalne. Ogólnie rzecz biorąc, informacje uzyskane z tego badania umożliwią zdemaskowanie obecności HidHyCo u pacjentów ocenianych pod kątem osteoporozy i/lub łamliwości kości oraz personalizację postępowania klinicznego z tymi pacjentami w odniesieniu do tła genetycznego, wrażliwości GC i składu mikrobiomu