Zusammenfassung
Das Risiko für atraumatische/osteoporotische Frakturen nimmt ab einem Alter von 55 Jahren zu und wird zu einem großen Teil durch die individuelle Knochenmineraldichte und -struktur bestimmt. Durch Modeling während des Wachstums und anschließendes Remodeling passen Osteoblasten und Osteoklasten als Teil der sog. „basic multicellular unit“ das Knochengewebe kontinuierlich an die Erfordernisse an. Angeborene Störungen ihrer Funktion und/oder ihres Zusammenspiels durch häufige oder seltene Genvarianten können durch verzögerten Knochenaufbau oder beschleunigten Knochenabbau zu einer pathologisch niedrigen Knochenmineraldichte (BMD) führen. Häufige Varianten in über 500 Genloci erklären zusammen derzeit ca. 20 % der BMD-Varianz und beeinflussen das Risiko der Altersosteoporose. In einem signifikanten Teil der erwachsenen Patienten mit frühmanifester Osteoporose (vor dem 55. Lebensjahr) finden sich hingegen seltene Varianten als monogene Krankheitsursache. Aufgrund der mitunter sehr milden und variablen Manifestation dieser monogenen Krankheiten ist die genetische Diagnostik die zuverlässigste Möglichkeit der molekularen Zuordnung. Die bei der früh- und spätmanifesten Osteoporose involvierten Gene zeigen eine deutliche Überlappung, besonders bei Genen mit Funktion im Wnt-Signalweg. Die Einbeziehung genetischer Varianten in den diagnostischen Prozess erlaubt eine genauere Prognose und möglicherweise auch eine spezifischere Therapie. Auf die Altersosteoporose lässt sich dieser personalisierte Ansatz unter Umständen in einem nächsten Schritt mithilfe polygener Risiko-Scores übertragen.
Abstract
The risk of atraumatic/osteoporotic fractures increases from the age of 55 years onwards and is largely determined by the individual bone mineral density (BMD) and bone structure. By modelling during growth and subsequent remodelling, osteoblasts and osteoclasts, as part of the so-called basic multicellular unit (BMU), continuously adapt the bone tissue to changing mechanical or metabolic requirements. Congenital perturbations of their function and/or interplay due to rare or frequent genetic variants can result in pathologically low BMD caused by delayed bone accrual or accelerated bone loss. Frequent genetic variants in over 500 loci explain the current BMD variance of approximately 20% and influence the risk of late onset osteoporosis. In a significant portion of adult patients with early-onset osteoporosis (before the age of 55), however, rare genetic variants are found as monogenic disease causes. Given the sometimes very mild and variable manifestation of these monogenic disorders, genetic diagnostics is the most reliable option for molecular classification. The genes involved in early-onset and senile osteoporosis show a considerable overlap, especially genes that function in the Wnt pathway. The integration of genetic variants into the diagnostic workup permits a more precise prognosis and possibly more specific treatment. In a next step, this personalized approach might be applied also to senile osteoporosis in the form of polygenic risk scores.
© The Author(s) 2019
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