Forschung für stärkere Knochen und Muskeln im Alter

Forschende der Universität Leipzig haben gezeigt, dass ein bestimmter Rezeptor für die Stärke der Knochenzellen verantwortlich ist und wie dieser gezielt aktiviert werden kann. Dies könnte dazu beitragen, perspektivisch neue Medikamente mit geringeren Nebenwirkungen zu entwickeln, um Knochen und Muskulatur bei alternden Patienten zu stärken.

Der Bedarf an sicheren und langfristig wirksamen Medikamenten gegen Osteoporose ist groß. Die Entdeckung neuer Ansatzpunkte für Medikamente ist daher die Grundlage zu besseren Therapien mit weniger Nebenwirkungen. Der Adhäsions-G-Protein-gekoppelte Rezeptor GPR133 gehört zu einer noch wenig erforschten Gruppe von Rezeptoren. Wissenschaftler:innen der Universität Leipzig konnten in einer aktuellen Studie zeigen, dass GPR133 eine zentrale Rolle beim Aufbau und Erhalt gesunder Knochen spielt, vermeldet die Universität Leipzig.

„Ist dieser Rezeptor durch Genveränderungen gestört, entwickeln Mäuse bereits in jungen Jahren Anzeichen von Knochenschwund – ähnlich wie bei Osteoporose beim Menschen. Mit dem Einsatz der Substanz AP503, welche erst kürzlich auf Basis eines computergestützten Screens als Stimulator des GPR133 identifiziert wurde, konnte sowohl bei gesunden als auch bei osteoporotischen Mäusen die Knochenfestigkeit deutlich gesteigert werden“, sagt Prof. Ines Liebscher, Studienleiterin vom Rudolf-Schönheimer-Institut für Biochemie an der Medizinischen Fakultät.

Im Knochengewebe wird GPR133 durch das Zusammenspiel benachbarter Knochenzellen und mechanischer Belastung aktiviert. Dadurch wird ein Signal ausgelöst, das knochenaufbauende Osteoblasten stimuliert und knochenabbauende Osteoklasten hemmt. Das Ergebnis: stärkere, widerstandsfähigere Knochen. Der neue Wirkstoff AP503 kann diese natürliche Aktivierung nachahmen. So könnten in Zukunft sowohl gesunde Knochen weiter gestärkt als auch geschwächte Knochen – wie etwa bei Osteoporose bei Frauen in den Wechseljahren – wiederaufgebaut werden.

Großes Potenzial für alternde Bevölkerung

In einer vorangegangenen Untersuchung fanden die Forschenden der Universität Leipzig bereits heraus, dass die Aktivierung mit AP503 auch die Skelettmuskulatur stärkt. „Die nun gezeigte, parallele Stärkung der Knochen beweist einmal mehr das große Potenzial, die dieser Rezeptor in der Medizin für alternde Menschen hat“, sagt Dr. Juliane Lehmann, Erstautorin der Studie und Wissenschaftlerin am Rudolf-Schönheimer-Institut für Biochemie. Die Leipziger Wissenschaftler:innen arbeiten bereits an mehreren Folgeprojekten, um die Anwendung von AP503 bei verschiedenen Erkrankungen zu erforschen und die Rolle des GPR133 im Organismus weiter aufzuklären.

Seit mehr als zehn Jahren ist die Untersuchung von Adhäsions-G-Protein-gekoppelten Rezeptoren im Sonderforschungsbereich 1423 „Strukturelle Dynamik der GPCR-Aktivierung und Signaltransduktion“ ein wichtiger Schwerpunkt an der Universität Leipzig. International gilt Leipzig als führendes Zentrum auf diesem Forschungsgebiet.