חוקרים מבית החולים לילדים בפילדלפיה (CHOP) חשפו מרכיבים גנטיים חשובים המשפיעים על צפיפות העצם בילדים ובני נוער. מידע זה יכול לסייע בזיהוי מטופלים בילדים שעשויים להפיק תועלת מאסטרטגיות לשיפור בריאות העצם שלהם בגיל צעיר, לעזור להם לשמור על עצמות בריאות ולמנוע שברים בבגרות.
ילדים רבים חווים שברים עקב תאונות ומחלימים במהירות, אך ישנן סיבות רבות לכך שלילדים יש עצמות חלשות או בסיכון לפתח עצמות שבירות. מצבים בריאותיים כרוניים, הגבלות תזונתיות ושימוש בסטרואידים כולם משפיעים על חילוף החומרים של מינרלים בעצמות. לגנטיקה יש תפקיד נוסף, ולמרות שרוב המחקרים נערכו על מבוגרים שעבורם שבר עלול להיות מסכן חיים, התפקיד שמשחקת הגנטיקה בהשפעה על צפיפות המינרלים של העצם במהלך הילדות היה הרבה פחות מובן. שני מחקרים עדכניים של חוקרים ב-CHOP חקרו את החשיבות של מידע גנטי וגנומי בכל הנוגע להבנת התפתחות עצם בילדים.
המחקר הראשון, שפורסם בכתב העת ביולוגיה של הגנוםהסתכלו על אותות גנטיים הקשורים לצפיפות מינרלים בעצם שזוהו בעבר על ידי מחקרי אסוציאציות גנום-רחביות (GWAS) בקרב מבוגרים וילדים. מחקרים קודמים לא הצליחו לזהות גן סיבתי הקשור לאותות אלו.
הבנת הגן הסיבתי הייתה קשורה לדינמיקה בין אוסטאובלסטים, היוצרים רקמת עצם חדשה, לבין אוסטאוקלסטים, שמפרקים רקמת עצם ישנה. כאשר ילדים גדלים, אוסטאובלסטים פעילים הרבה יותר כדי לעזור להשיג צמיחת עצם נכונה.
החוקרים השתמשו ב-CRISPRi – שעוזר להשתיק ביטוי גנים מבלי לחתוך את ה-DNA כמו טיפולים מבוססי CRISPR – וזיהו ארבעה גנים (ARID5B, CC2D1B, EIF4G2ו NCOA3) הקשורים לאוסטאובלסטים וליכולתם להתבגר. בנוסף, החוקרים מצאו שאותות גנטיים רבים הקשורים לצפיפות מינרלים בעצם מציגים גם את השפעותיהם על רקמות אחרות, מה שמצביע על כך שצפיפות העצם עשויה להעיד על בעיות בריאות פוטנציאליות אחרות.
"עם המידע הזה, התקווה שלנו היא להמשיך ולחקור את האותות הללו במיוחד ברפואת ילדים ולעזור לזהות אילו ילדים נוטים יותר לקבל שבר כדי לייעל את בריאות העצם שלהם לכל החיים", אמר מחבר המחקר הבכיר Struan FA Grant, PhD, מנהל המרכז לגנומיקה מרחבית ותפקודית והקדרה למחקר סוכרת ב-CHOP ב-CHOP.
המחקר השני, שפורסם ב- כתב עת לחקר עצמות ומינרליםהשתמשו בציון סיכון פוליגני הנקרא מהירות סאונד כמותית גנטית (gSOS). gSOS שימש בעבר כדי לחקור את הסיכון לשברים במבוגרים, וחוקרי CHOP ביקשו לקבוע אם זה קשור לבריאות העצם בילדים. מחקר זה השתמש בשני מחקרים תצפיתיים ונתונים גנטיים נלווים, מחקר צפיפות מינרלים של העצם בילדות (BMDCS) וכן נתונים מהמרכז לגנומיקה יישומית של CHOP שנפרשו על פני יותר משני עשורים.
המחקר מצא שציון gSOS גבוה יותר היה קשור לצפיפות מינרלים גבוהה יותר בעצמות במספר אתרי שלד והפחתת הסיכויים לשבר בשני המחקרים התצפיתיים. זה חשוב במיוחד מאחר שחקירת החוקרים הסבירה מגוון רחב של גורמים, כולל מין, שלב ההתבגרות, רמות סידן בתזונה, גובה, משקל ו-BMI, וכן תאונות שהיו עלולות לגרום לשברים.
המחקר שלנו מצא שגנטיקה מייצגת מרכיב רב עוצמה של צפיפות העצם לאורך כל תוחלת החיים. הופתענו מאוד לראות שציון הסיכון הפוליגני יכול לחזות במדויק לאילו מטופלים יש סיכוי גבוה יותר לחוות שבר, אפילו תוך התחשבות בפעילויות הילדות הרגילות שאנו מקשרים הכי הרבה עם עצמות שבורות".
Babette S. Zemel, PhD, מחברת מחקר בכירה, פרופסור לרפואת ילדים ב-CHOP
ניתן להשתמש בשתי השיטות כדי לשפר את בריאות העצם בשלב מוקדם יותר בחיים. בעוד שתזונה טובה ופעילות גופנית סדירה הנושאת משקל, במיוחד ענפי ספורט כמו כדורעף וכדורסל, חשובים לבריאות העצם, אמר זמל, אלה נשארים מועילים במיוחד לשיפור בריאות העצם גם אם הסיכון הגנטי לשברים גבוה.
המחקר הראשון נתמך על ידי פרס Grubstake של אוניברסיטת קולורדו גייטס, הקרן הלאומית למדע מעניקה DMS 2113072 ו-DMS 2310654, המכון הלאומי לבריאות מעניקה R01AI154773, R01DK122586, UL1 TR001878, R006 HD1004 ו-R001 HD1004 DK126194, הפרופסורה המשפחתית של הנרי רופנטל לביו-הנדסה וכירורגיה אורטופדית והקתדרה המוענקת לחקר סוכרת ב-Daniel B. Burke.
המחקר השני נתמך על ידי מענקי המכון הלאומי לבריאות R01HD100406, R01HD58886 ו-UL1TR000077, והקדרה למחקר סוכרת ב-Daniel B. Burke. מחקר צפיפות העצם בילדות (BMDCS) נתמך גם על ידי חוזי המכון הלאומי לבריאות הילד והתפתחות האדם של יוניס קנדי שריבר N01-HD-1-3228, -3329, -3330, -3331, -3332, -3333.
