Knochenaufbau und Knochenabbau

Osteoblasten sind spezialisierte Knochenzellen, die für den Aufbau und die Regeneration des Knochens zuständig sind. Forschende der Universität Leipzig haben in einer hochrangig publizierten Studie gezeigt, dass ein bestimmter Rezeptor für die Stärke der Knochenzellen verantwortlich ist und wie dieser gezielt aktiviert werden kann. Die Erkenntnisse können dazu beitragen, perspektivisch neue Medikamente mit geringeren Nebenwirkungen zu entwickeln, um Knochen und Muskulatur bei alternden Patienten zu stärken. Die wissenschaftliche Arbeit aus der Grundlagenforschung ist nun im Nature-Journal „Signal Transduction and Targeted Therapy“ publiziert worden.

Der Bedarf an sicheren und langfristig wirksamen Medikamenten gegen Knochenschwund, in der Fachsprache Osteoporose, ist groß. In Deutschland sind etwa sechs Millionen Menschen, vor allem Frauen, von dieser Volkskrankheit betroffen. 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.

„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 computer-gestützten Screens als Stimulator des GPR133 identifiziert wurde, konnte sowohl bei gesunden als auch bei osteoporotischen Mäusen die Knochenfestigkeit deutlich gesteigert werden“, sagt Prof. Dr. 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 Zellen (Osteoblasten) stimuliert und knochenabbauende Zellen (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 Potential 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 Potential, 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 sogenannter Adhäsions-G-Protein-gekoppelter 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.

MaAB - Medizin am Abend Berlin Fortbildungen VOR ORT

Prof. Dr. Dr. Ines Liebscher
Rudolf-Schönheimer-Institut für Biochemie
Medizinische Fakultät, Universität Leipzig
E-Mail: Ines.liebscher@medizin.uni-leipzig.de
Tel.: 0341/97-22141

Originalpublikation:
Originalpublikation in Signal Transduction and Targeted Therapy: The mechanosensitive adhesion G protein-coupled receptor 133 (GPR133/ADGRD1) enhances bone formation. Doi: https://doi.org/10.1038/s41392-025-02291-y

Das Körpergewicht und dessen Erlebensverlauf

Als erste Maßnahme bei Übergewicht wird Patientinnen und Patienten häufig die Anpassung ihres Lebensstils empfohlen. 

Dabei haben Studien in den vergangenen Jahrzehnten mehrfach gezeigt, dass eine Anpassung des Lebensstils in der Regel nicht zu einem dauerhaft verringerten Körpergewicht führt und der Rat hierzu unter Umständen sogar schädlich sein kann. 

In einem Artikel, der in internationaler Zusammenarbeit entstand und kürzlich im British Medical Journal veröffentlicht wurde, führt Dr. Juan Franco von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) auf, welche alternativen Methoden sich in der Praxis anbieten.

Übergewicht ist noch immer mit einer Reihe von Begleiterkrankungen wie etwa Stoffwechselerkrankungen, z.B. Diabetes oder Herz-Kreislauferkrankungen assoziiert. Im Praxisalltag führt das häufig dazu, dass Menschen mit hohem Body Mass Index (BMI) eine Änderung des Lebensstils, in der Regel verbunden mit einer verringerten Kalorienzufuhr und mehr körperlicher Betätigung, zur Gewichtsreduktion empfohlen wird. 

Dabei haben Studien in den vergangenen Jahren vermehrt zu der Annahme geführt, dass eine Änderung des Lebensstils häufig nicht zu einer langfristigen Gewichtsreduktion führt und nur geringen Einfluss auf wichtige Faktoren wie Herz-Kreislauferkrankungen oder Sterblichkeit hat.

Für die Patientinnen und Patienten kann die Fokussierung auf eine Gewichtsreduktion nicht nur zu unangenehmen Situationen führen, es kann sich tatsächlich negativ auf die Gesundheit auswirken, wie Dr. Franco (Institut für Allgemeinmedizin) in seiner Arbeit verdeutlicht. So kann die Einstufung als übergewichtig von außen nicht nur zu Stigmatisierungen führen, sondern auch ein gestörtes Essverhalten begünstigen. Hinzu kommt, dass der Fokus auf Gewichtsreduktion eine Diskriminierung von Menschen mit Übergewicht verstärken kann, was häufig in Wechselwirkungen mit anderen Diskriminierungsformen basierend auf dem Geschlecht, der Sexualität, der Klasse oder der Ethnie steht. Wie genau sich die Maßnahmen zur Gewichtsreduktion auswirken können und welche potenziellen Schäden für die Gesundheit der Betroffenen entstehen können, ist noch weitgehend unerforscht.

Dr. Franco appelliert daher, bei der Begleitung von Menschen mit Übergewicht auf einen individuellen Ansatz zu setzen. 

So sollte etwa vorab die Erlaubnis der Betroffenen eingeholt werden, bevor die Themen Gewicht und Gewichtsreduktion angesprochen werden. Außerdem sollte die Praxisausstattung auch für Menschen mit Mehrgewicht geeignet sein um sicherzustellen, dass die Betroffenen sich wohlfühlen. Insgesamt sollte der Fokus auf der Gesundheit der Betroffenen liegen, nicht auf deren Gewicht.

Diskussionen über das Gewicht sollten mit dem sozialen Druck, unter dem Betroffene ggf. leiden, und den Erkenntnissen über den absoluten Nutzen und Schaden von Lebensstilmaßnahmen zur Gewichtsabnahme in Zusammenhang gebracht werden. „Der ärztliche Rat bezüglich gesunder Ernährung und körperlicher Betätigung ist nach wie vor relevant für die Betroffenen, denn er kann insgesamt zu einer verbesserten Gesundheit führen“ so Dr. Franco. „Das Hauptziel sollte jedoch sein, die Patientinnen und Patienten auch unabhängig von ihrem Gewicht gut zu betreuen. Das bedeutet aber nicht, dass man sich weniger um sie kümmert, sondern vielmehr Nutzen und Schaden erörtert und bespricht, was für die Betroffenen wichtig ist.“
Die Veröffentlichung entstand in Zusammenarbeit mit den Universitäten Kopenhagen (Dänemark), Valparaíso (Chile) und Roskilde (Dänemark).

MaAB-  Ansprechpartner:
Dr. Juan Franco

Originalpublikation:
Juan Victor Ariel Franco, Emma Grundtvig Gram, Lene Meyer, Diego Grandi, Benjamin Cruzat, Lene Bull Christiansen, Rasmus Køster-Rasmussen. BMJ 2025, 389

Vollpublikation:

https://www.bmj.com/content/389/bmj-2025-084654