Эти данные вместе с дополнительными методами помогают определить новый механизм, с помощью которого ралоксифен увеличивает внутреннюю прочность костей.
При остеопорозе снижение плотности костей увеличивает риск перелома.
Все современные лекарственные средства для лечения этого заболевания действуют на живые клетки в костном матриксе, либо уменьшая резорбцию кости, процесс, при котором минеральные компоненты кости разрушаются и высвобождаются в кровоток, либо увеличивая чистое образование костной ткани во время ремоделирования, a процесс, при котором кость также разрушается, но затем восстанавливает кость. В любом случае лечение приводит к общему увеличению плотности костей и, следовательно, к снижению риска переломов.
Хотя известно, что ралоксифен слегка подавляет потерю костной массы, «всегда было несколько парадоксально, что ралоксифен подавляет потерю костной массы меньше, чем другие методы лечения остеопороза, но снижает риск переломов примерно до того же уровня», — сказал Дэвид Б. Берр из Медицинской школы Университета Индианы и ведущий автор статьи о Боне об этом исследовании.
Чтобы раскрыть независимый от плотности механизм, с помощью которого ралоксифен (продаваемый как Evista компанией Eli Lilly and Company) увеличивает прочность костей, исследователи из Медицинской школы Университета Индианы; Университет Пердью; Университет Индианы — Университет Пердью в Индианаполисе; Калифорнийский университет в Сан-Диего; Северо-Западный университет; и Аргоннская национальная лаборатория оценили действие препарата на омертвевшие кости, очищенные от живых клеток, которые обычно опосредуют резорбцию и ремоделирование.
В этих образцах костей ралоксифен продлевал нагрузку, которую кость могла выдержать до разрушения, что указывает на то, что лекарство влияло на физические свойства самой кости. Используя ядерно-магнитный резонанс со сверхкоротким эхо-временем, исследователи обнаружили, что задержка воды в костном матриксе, опосредованная ралоксифеном, связана с наблюдаемым увеличением прочности.
Чтобы выяснить механизм, лежащий в основе этой ассоциации, исследователи собрали дифракционные картины WAXS и SAXS для кристаллов карбонизированного гидроксиапатита (cAp), минерального компонента кости, который подвергался четырехточечному изгибу.
Эти данные, собранные в отделении рентгеновских исследований 1-ID рентгеновского луча в Аргоннской APS, пользовательском объекте Министерства энергетики, позволили исследователям измерить механические деформации на кристаллах цАП с разрешением 1μm и показали, что ралоксифен увеличивает физическую деформацию или деформацию, которая возникает на границе раздела коллаген-минерал до разрушения.
Это повышенное напряжение между цАП и коллагеном снижает напряжения и может быть вызвано опосредованным водой скольжением между этими компонентами на их границе раздела, увеличивая количество энергии, которое кость может поглотить до перелома.
«Данные дифракции рентгеновских лучей, — сказал Берр, — позволили нам объяснить механизм, с помощью которого увеличение количества связанной воды улучшило бы свойства разрушения кости."
По словам Бёрра, эта работа раскрывает совершенно новый механизм действия ралоксифена и «открывает путь для нового класса лекарств для лечения остеопороза, методов лечения, которые действуют не за счет изменения клеточной активности или ремоделирования кости, а за счет прямого изменения физического состояния. свойства составляющих костного матрикса."