Glasbensjukdom Förändring av kollagen dekrypteras

Forskare förklarar benförändringar i glaskroppssjukdom
Den vitreösa bensjukdomen (osteogenes imperfecta, OI) kännetecknas av en förändrad kollagenstruktur i benen. En internationell forskargrupp ledd av Philipp Thurner av Institute of Lightweight Design och struktur biomekanik vid tekniska universitetet (TU) i Wien har nu undersökt hur strukturen av de så kallade kollagenfibrillerna exakt förändrats och vilken inverkan detta har på mekaniken eller styrkan i benet.

Med hjälp av ett atomkraftmikroskop analyserade forskarna förändringarna i kollagenstrukturen i möss med glasögonblodsjukdom. Thurner och kollegor observerade signifikanta förändringar i hydrering eller vattenupptagning av kollagen. Detta, enligt forskarna, är också orsaken till benets reducerade motstånd. Studiens resultat publicerades i tidningen "Journal of the Royal Society Interface".

Kollagenens struktur i glaskroppssjukdom har förändrats avsevärt. (Bild: lculig / fotolia.com)

Förändrad vattenabsorption i kollagen
Enligt forskarna binds betydligt mer vatten i kollagenfibrillerna hos mössen med glas-bensjukdom än hos friska djur. Detta hade under torra förhållanden innebär att benen i de sjuka gnagare var ännu mer motståndskraftiga mot brott eller elastisk. "Om du tar kollagenfibrillerna av en spröd ben mus och kan jämföras med de hos en frisk mus som naturliga fibriller i luften är mycket styvare än den sjuka" , Thurner citeras av den österrikiska nyhetsbyrån "APA". Situationen vände dock om med fullständig hydratisering. I en vattenhaltig miljö var de friska fibrillerna mycket elastiska eftersom de kunde absorbera avsevärt mer fritt vatten än glasbotten. Styvheten hos de sjuka kollagenfibrerna var nästan fem gånger högre i den vattenhaltiga miljön. En möjlig förklaring till minskad vattenabsorption av fibriller hos sjuka djur är det redan höga innehållet i bundet vatten vilket ger mindre utrymme för obundet vatten. Miljön med fullständig hydrering motsvarar ungefär miljön i kroppen.

Behandling av vitreös ben sjukdom möjligt?
Med hänsyn till den ökande brittleness av benen spelar emellertid också den observerade ökningen av icke-enzymatiska tvärbindningar mellan fibrillerna en roll. Medan proteinkedjorna av kollagen är vanligen förbundna med varandra vid sina ändar särskilt sjuka möss uppvisar många tvärbindningar mellan fibrillerna, vilket i sin tur orsakar en ökad sprödhet. Den ökade tvärbindningen "kan förklaras av ett ökat antal exponerade aminosyror" fortsätter forskarna. Så kallade Advanced Glycation End Products (AGE) utgör grunden för ytterligare tvärbindningar. Om detta resultat kan överföras till mänskliga patienter, kan ett förfarande som liknar det som används vid diabetesbehandling användas. Användningen av AGE-hämmare för att motverka överdriven ackumulering av AGE, "avslutade forskarna. (Fp)