Para peneliti di Hospital for Special Surgery (HSS) telah menemukan target seluler yang dapat meningkatkan cara mendiagnosis dan mengobati osteoporosis dan penyakit tulang metabolik lainnya. Temuan yang dipublikasikan baru-baru ini di JCI Insight, mengungkapkan bahwa sel prekursor osteoklas (OCP) yang bersirkulasi atau disebut circulating osteoclast precursor cells (cOCP) memainkan peran penting dalam pengeroposan tulang. Studi tersebut juga merupakan yang pertama dalam menetapkan hubungan antara biomarker seluler dan osteoporosis, menawarkan jalur potensial untuk deteksi dini dan terapi yang lebih efektif.

Osteoklas adalah satu-satunya sel penyerap tulang dan berasal dari sel garis keturunan myeloid, disebut sel prekursor osteoklas (OCP). RANKL dan macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) merupakan faktor kunci untuk osteoklastogenesis. Telah diketahui bahwa transplantasi sel induk hematopoietik atau infus sel yang bersirkulasi melalui parabiosis dapat memperbaiki fenotipe tulang pada manusia dengan osteopetrosis dan tikus osteopetrotik. Studi lain menunjukkan bahwa sel-sel OCP yang bersirkulasi (cOCPs) bergerak ke tulang dan menyatu dengan osteoklas yang ada di tulang, mekanisme yang menunjukkan bahwa sel-sel yang bersirkulasi mengandung OCP dan berkontribusi pada pemeliharaan osteoklas. 

Berbagai subset OCP telah diidentifikasi dalam sumsum tulang, darah, atau lesi tulang metastasis melalui ekspresi berbagai penanda permukaan sel yang umumnya digunakan untuk menentukan sel-sel myeloid. Akan tetapi, penanda spesifik OCP yang berbeda masih belum meyakinkan, dan karakteristiknya belum sepenuhnya ditentukan.

Dalam penelitian tersebut, para peneliti telah mengidentifikasi subkelompok sel CD14 + dengan potensi tinggi untuk berdiferensiasi menjadi osteoklas (disebut sebagai cOCP). cOCP berbeda dari monosit CD14+ lainnya dalam hal morfologi seluler dan profil transkriptomiknya. cOCP mengekspresikan gen yang terkait dengan target MYC dan jalur metabolisme. Khususnya, frekuensi cOCP dalam darah berkorelasi terbalik dengan kepadatan tulang pada perempuan pascamenopause.

BACA JUGA:

• Dengan Alat Ini, Diagnosis Osteoporosis Hanya Butuh Waktu 6 Detik
• Risiko Patah Tulang pada Pengobatan Diabetes Melitus

cOCP dan kepadatan tulang perempuan pascamenopause. 

Karena cOCP berjalan kembali ke tulang dan menyatu dengan osteoklas, para peneliti berhipotesis bahwa frekuensi cOCP dapat berkorelasi dengan aktivitas osteoklas in vivo. Untuk menguji hipotesis tersebut, para peneliti merekrut 44 perempuan pascamenopause yang belum pernah menjalani pengobatan lalu mengukur cOCP dalam darah dengan analisis FACS dan menganalisis kepadatan tulang dengan DXA. 

Hasilnya, mereka menemukan bahwa frekuensi cOCP berkorelasi terbalik secara signifikan dengan nilai BMD tulang belakang lumbar (LS) dan skor T pada semua peserta, sedangkan monosit CD14+ tidak menunjukkan hubungan dengan BMD LS dan skor T. Selain itu, perempuan pascamenopause dengan osteoporosis memiliki cOCP yang secara signifikan lebih tinggi daripada peserta dengan kepadatan tulang normal (skor T ≥ –1) sedangkan, hubungan antara BMD pinggul dan cOCP tidak signifikan.

Pengobatan dengan Denosumab menurunkan kadar cOCP

Strategi antiresorptif saat ini untuk menargetkan osteoklas, seperti denosumab, memberikan pilihan pengobatan yang efektif untuk resorpsi tulang patologis. 

Denosumab adalah antibodi monoklonal manusia yang disetujui FDA terhadap RANKL, yang mencegah pembentukan osteoklas yang dimediasi RANK. Pengobatan Denosumab menghasilkan peningkatan massa tulang dan telah menunjukkan kemanjuran yang signifikan dalam mengurangi risiko patah tulang pada banyak penyakit tulang yang melibatkan aktivitas osteoklas tinggi, seperti osteoporosis. 

Untuk menilai hubungan antara kadar cOCP dan pengobatan denosumab, para peneliti menguji apakah pengobatan denosumab dapat mengatur frekuensi cOCP. Mereka mengukur jumlah cOCP dalam darah perempuan pascamenopause yang menerima pengobatan denosumab. Frekuensi cOCP dalam kelompok yang diberikan denosumab secara signifikan lebih rendah daripada pasien osteoporosis yang belum pernah menjalani pengobatan. Hasil tersebut menunjukkan bahwa pengobatan denosumab memodulasi frekuensi cOCP selain aksinya pada osteoklastogenesis.

Kesimpulan

Meskipun penelitian tersebut masih dilakukan dalam skala kecil dan memiliki beberapa keterbatasan, namun hasilnya menunjukkan bahwa peningkatan cOCP dalam darah dapat mencerminkan peningkatan aktivitas osteoklas. Deteksi cOCP, yang bersifat minimal invasif dan memerlukan sampel darah kecil, dapat digunakan untuk memprediksi aktivitas osteoklas dan individu berisiko tinggi untuk osteoporosis dan membantu memulai analisis diagnostik dan perawatan medis bagi mereka yang membutuhkannya.

Secara keseluruhan, penelitian tersebut menunjukkan bahwa populasi sel yang bersirkulasi dengan potensi osteoklastogenik tinggi dalam darah manusia merupakan bagian dari monosit dan menunjukkan korelasi kuat dengan kepadatan tulang atau penanda resorpsi tulang pada perempuan pascamenopause. Temuan yang menunjukkan bahwa mengidentifikasi kumpulan prekursor yang meningkat dapat menjadi cara yang berharga untuk menentukan lintasan perubahan tulang melalui peningkatan aktivitas osteoklas dan memberikan bukti bahwa cOCP dapat bersirkulasi melalui darah dan dipengaruhi oleh pengobatan antiresorptif.

Referensi:

JCI Insight. 2024;9(22):e178977. https://doi.org/10.1172/jci.insight.178977.