Immun-Checkpoint-Inhibitoren schützen Knochen durch Förderung der Osteogenese

Eine Pilotstudie an der Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften zeigt positive Wirkung der Krebsimmuntherapie auf den Knochenumbau.

Immun-Checkpoint-Inhibitoren (ICIs), die bei Krebserkrankungen oft als Medikamente eingesetzt werden, beeinflussen den Knochenumbau und könnten durch die Förderung der Osteogenese (Knochenneubildung) eine schützende Wirkung auf die Knochen haben. Diese überraschenden Erkenntnisse sind das Ergebnis einer Studie an der Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften (KL Krems), die nun im „Journal for ImmunoTherapy for Cancer“ veröffentlicht wurde. Bei der Studie handelte es sich um eine umfassende in-vivo-, in-vitro- und ex-vivo-Analyse der Auswirkungen von PD1- oder PD-L1-Inhibitoren auf den Knochenumbau. Die jetzt erzielten Ergebnisse weichen von früheren Forschungsergebnissen ab, die auf einen potenziellen Beitrag der ICIs zur Skelettmorbidität hinweisen, was für Betroffene mit fortgeschrittenem Krebs ein großes Problem darstellt.

Antitumormittel können sich nachteilig auf die Knochengesundheit von Krebspatientinnen und -patienten auswirken und zu Skelettmorbidität führen. Dies erhöht das Risiko von Knochenbrüchen und beeinträchtigt die Lebensqualität. Daher ist die Erhaltung der Knochengesundheit neben der Verbesserung der Behandlungsergebnisse ein wichtiges Behandlungsziel in der Krebstherapie. Während Immun-Checkpoint-Inhibitoren, insbesondere PD1- und PD-L1-Inhibitoren, bei vielen Krebsarten als Standardtherapie gelten, ist ihre Wirkung auf die Knochengesundheit bisher nicht vollständig geklärt. Studien weisen auf ihren potenziellen Beitrag zur Skelettmorbidität hin, die für Patientinnen und Patienten mit fortgeschrittenem Krebs ein großes Problem darstellt. In einer umfassenden in-vivo-, in-vitro- und ex-vivo-Analyse wiesen Dr. Sonia Vallet und ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter nun eine günstige Wirkung von ICIs auf den Knochenumbau nach.

Dynamischer Knochen

Das Team führte eine Pilotstudie durch, um die langfristigen Veränderungen der Serummarker für die Knochenresorption und -bildung bei Betroffenen zu beobachten, die mit ICIs behandelt wurden. Die Ergebnisse waren laut Vallet verblüffend: „Wir beobachteten einen erheblichen, aber vorübergehenden Rückgang der Marker für Knochenresorption innerhalb des ersten Monats der Behandlung.“ Die Wissenschafterin in der Abteilung für Molekulare Onkologie und Hämatologie an der KL Krems und Ärztin an der Abteilung für Innere Medizin 2 am UK Krems (einem Lehr- und Forschungsstandort der KL Krems), fährt fort: „Wichtig war ebenfalls, dass wir den Anstieg der Serumspiegel von PINP und OCN, beides Indikatoren für den Knochenaufbau, nach viermonatiger Behandlung nachweisen konnten.“

Vallet vermutet: „ICIs können die Differenzierung von Knochenzellen beeinträchtigen, indem sie die zellulären Signalwege stören.“ Um diese Hypothese zu testen, untersuchte das Team die Auswirkungen von ICIs auf die Differenzierung von knochenresorbierenden Zellen (Osteoklasten, OC) und knochenbildenden Zellen (Osteoblasten, OB), in vitro. Ihre Ergebnisse zeigen eine beeinträchtigte Differenzierung von Vorläuferzellen in knochenresorbierende OC, aber keine signifikanten Auswirkungen auf die Osteogenese.

Fortgeschrittene Modellierungstechniken

Zur Erforschung der komplexen zellulären Interaktionen, die dem Knochenumbau zugrunde liegen, entwickelte das Team dann ein dynamisches 3-D-Modell, das aus knochenähnlichen Gerüsten besteht, die mit OC- und OB-Vorläuferzellen beladen sind und in einem rotierenden Bioreaktor kultiviert werden. Die Analyse der Knochenzelldifferenzierung und der sezernierten Proteine lieferte weitere Erkenntnisse, die auf eine ICIs-induzierte Störung der OC-Reifung und Verstärkung der OB-Differenzierung schließen lassen.

Dem Forschungsteam zufolge wirft die Studie „ein nie dagewesenes Licht auf die Auswirkungen von ICIs auf den Knochen, die sich durch die Förderung der Osteogenese positiv auswirken könnten“. Weitere Untersuchungen mit einer größeren und vielfältigeren Betroffenenkohorte seien erforderlich, um die Ergebnisse zu bestätigen.