De term botziekte wordt gebruikt voor een groep ongeneeslijke kwellingen met vreselijke gevolgen in het dagelijks leven van de getroffenen. Zelfs al zijn er behandelingen mogelijk voor een gedeelte van deze ziektes, is de medicatie schaars voor sommige minder voorkomende vormen van de ziektes. Ook kunnen er maar sommige van de symptomen worden bestreden met medicijnen en fysiotherapie. Maar nieuwe bio-engineered 'vellen' kunnen leiden tot een veilige behandelstrategie gericht op het opnieuw opbouwen vanaf de oppervlakte van het bot.

Ook al zullen de meeste van ons tientallen jaren lang doorgaan zonder te denken aan de integriteit van onze botten, moet een groot gedeelte van de bevolking deze realiteit op een dagelijkse basis onder ogen zien. In Nederland, in 2010, waren 76.000 patiënten behandeld voor breuken door fragiele botten¹. De verwachting is dat de medische kosten voor deze breuken fors zullen groeien van €824 miljoen in 2010 tot €1,1 miljard in 2025 vanwege de vergrijzing.

Botziekte is daarom een zware en snelgroeiende financiële last in de medische wereld. Deze kwellingen hebben niet alleen gevolgen voor ouderen, maar ook degene die geboren zijn met genetische mutaties die de botgroei en dichtheid aantasten. Geen enkele leeftijdsgroep is veilig voor de effecten van deze fouten in het skelet, en velen menen dat therapie beschikbaar zou moeten gesteld voor degene die last hebben van botziekte. Mogelijke langetermijn behandelingen beginnen aan het licht te komen die de mogelijkheid tot het verminderen van kosten en het verhogen van de levensverwachting van patiënten bieden.

Induceren van botvorming als het bouwen van LEGO®

Aan de Universiteit van California Davis in Sacramento heeft een onderzoeksgroep een opwindende nieuwe technologie ontwikkeld die mogelijk de steeds groter wordende groep van patiënten beïnvloed door botziekte wereldwijd kan helpen. Het concept achter het nieuwe ontwerp van de bio-engineering wetenschappers is een op een collageen-gebaseerd materiaal dat om patiënten hun fragiele botten zullen worden gehuld waardoor ze worden aangezet om te versterken². Het bio-vel zou zich gedragen als een soort start LEGO®-block waar de vitale cellen aan kunnen binden, en zo het botgroeiproces kunnen initiëren.

Het materiaal zou een reeks aanhechtingsplaatsen bevatten, genaamd liganden. Deze uitstekende moleculen zouden dan herkend worden door de cellen die betrokken zijn bij het vormen van botten, zoals osteoblasten. Op het oppervlakte van deze osteoblasten zouden receptoren genaamd integrinen perfect de liganden herkennen en zo een structuur die lijkt op twee in elkaar zittende LEGO® blokjes vormen. Deze specifieke interactie zal uiteindelijk ruimte geven voor nieuw bot om in het al bestaande, fragiele skelet te groeien. Meer LEGO®-blokjes zullen worden toegevoegd aan de infrastructuur totdat er een stevig, dik bot is ontstaan.

Van ratten, tot schapen, tot mensen…?

Ook al is het een vrij eenvoudig idee, de theorie moet overeenkomen met resultaten van in vivo experimenten als deze biotechnologie ooit moeten werken in een menselijke patiënt. Daarom hebben wetenschappers aan de Universiteit van California Davis voorafgaand onderzoek uitgevoerd op dieren. Hun bot bevorderende steigers werden direct geïmplanteerd in de schedel van ratten en op de ruggenwervel van schapenfoetussen in zwangere ooien. In beide dieren waren de botgebreken eerst gesimuleerd zodat de prestatie van het nieuwe biomateriaal op gebroken skeletkenmerken kon worden beoordeeld. Ongelooflijk genoeg verzamelden cellen met de potentie om nieuwe botstructuren te vormen sterk rond het vel, wat leidde tot vergrootte activiteit gerelateerd aan botrestructuratie. Deze opwindende resultaten plaatsen dit nieuwe onderzoek als een voorloper in het onderzoek naar botziektes.

Ook al zien deze resultaten er veelbelovend uit voor het verbeteren van de levensverwachting van patiënten met botziekte, is deze strijd nog lang niet voorbij. Zoals met alle opkomende behandelingen is dit biomateriaal nog ver van direct bruikbaar voor patiënten. Gemiddeld duurt het tien jaar na de ontdekking voordat een geneesmiddel met een kleine molecuul de markt bereikt. Deze specifieke behandeling is best invasief, aangezien deze direct geïmplanteerd moet worden op bestaand bot met chirurgische insnijdingen. Het is dus aannemelijk dat de beweging om dit op de markt te brengen langzaam zal zijn en vele hindernissen onderweg tegen zal komen.

Dit onderzoek was echter niet tevergeefs. Gecoördineerde inspanningen om de behandeling voor botziektes te verbeteren kan mogelijk de sleutel zijn om de dodelijkheid van deze aandoening te verlagen. Nieuwe ontdekkingen kunnen alleen maar goed zijn voor het lot van de medische zorg in deze sector.

Bronnen

1 https://www.osteopolicynetwork.org/countries/the-netherlands/ - The Netherlands. (2021, October 6). Osteoporosis Therapy.

2 Hao, D., Liu, R. et. al (2023). A bioactive material with dual integrin-targeting ligands regulates specific endogenous cell adhesion and promotes vascularized bone regeneration in adult and fetal bone defects. Bioactive Materials, 20, 179–193. https://doi.org/10.1016/j.bioa...