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Fragestellung: Das RANKL/OPG-System spielt im Knochenmetabolismus eine wesentliche Rolle, da u.a. durch RANKL Osteoklasten aktiviert werden. Bei Osteoporose ist dieser Mechanismus gestört. In vorangegangenen Studien konnten wir belegen, dass durch Virus-like Particles (VLPs) small interfering RNA (siRNA) in Ratten eingeschleust werden kann um einen Knockdown der Expression des membranständigen RANKL zu erzielen. Die vorliegende Studie untersucht die Effekte dieser neuen Methodik im Osteoporose-Modell der Ratte.

Methodik: Vom Polyoma JC Virus abgeleitete VLPs wurden als Carrier für RANKL-siRNA genutzt. Der 5-HT2a-Rezeptor diente als Uptake-Rezeptor in die Zellen. Die Applikation der VLPs erfolgte ip mit Einzeldosen von 150 µg VLP/Injektion alle 7 Tage.

Als Versuchstiere wurden 3 Monate alte weibliche Spraque-Dawley Ratten genutzt. 48 Ratten wurden ovariektomiert. Eine gesunde Kontrollgruppe wurde nicht operiert (Intact, n=8).

Die Studie erfolgte in „Prophylaxe“-Gruppen PG (Beginn der Behandlung 5 Wochen vor OVX) und in „Therapie“-Gruppen TG (Beginn der Behandlung bei OVX). Dabei erhielten die Positiv-Kontrollen 17beta-Estradiol-Benzoat (E2) oral in einer Dosis von 0,6 mg/kg KG/Tag (OVX+Estr.). Die eigentlichen Versuchsgruppen (OVX+siRANKL) erhielten 150µg VLP/Tier mit RANKL-siRNA. Die Negativ-Kontrollgruppen erhielten VLPs mit nicht wirkender Ctrl-siRNA in gleicher Dosis (OVX+siCtrl). Die Behandlung erfolgte über 5 („Therapie“-Gruppen) bzw. 10 Wochen („Prophylaxe“-Gruppen).

Die Auswertung erfolgte mittels qPCR, Western-Blot, µCT- und Biomechanik-Tests an Tibiae. Die statistische Auswertung erfolgte mittels one-way ANOVA und mit einem Tukey-Kramer post hoc Test.

Ergebnisse: Die Behandlung mit E2 und siRANKL zeigte einen signifikanten Knockdown der RANKL-mRNA. Ein Protein-Knockdown war bei E2- und siRANKL-behandelten Tieren ebenfalls zu sehen, jedoch nur in den TGs. In den PGs zeigte sich kein RANKL-Protein-Kockdown.

Die Behandlung mittels siRANKL zeigte keine wesentliche Verbesserung der biomechanischen und morphologischen Eigenschaften am osteoporotischen Knochen. Die Behandlung mit E2 zeigte signifikante Verbesserungen in der PG. Toxische Reaktionen durch VLP-Langzeittherapie zeigten sich nicht.

Schlussfolgerung: VLP vermittelte RNA-Interferenz zeigt im Langzeitversuch einen erfolgreichen Knockdown des Zielproteins RANKL.

Im osteoporotischen Knochen der Ratte ist der RANKL-Knockdown dabei vergleichbar mit dem Effekt von E2, im Gegensatz zu E2 zeigte sich aber keine Verbesserung der Knochenqualität.

Das membranständigen RANKL im Knochen scheint entsprechend nur eine untergeordnete Rolle bei der Entstehung und Behandlung der Osteoporose zu spielen.