Osteoklastogenese

Osteoklastogenese bezeichnet die Bildung von Osteoklasten aus dem mononukleären Monozyten-/Makrophagen-System unter Einfluss des Knochen-Umfelds, das von Osteoblasten und Knochenstammzellen geprägt wird.

Der Prozess umfasst die Entwicklung von Vorläuferzellen, deren Überleben und Proliferation durch M-CSF (CSF-1) unterstützt wird, sowie deren Reifung durch RANKL. RANKL bindet an RANK auf Osteoklastenvorläuferzellen, aktiviert NF-κB und führt zur Expression von NFATc1, dem zentralen Transkriptionsfaktor der Osteoklastogenese.

Unter dem Einfluss von RANKL und M-CSF differenzieren sich die Vorläufer zu mehrkernigen Osteoklasten, die durch Fusion reifen. Die reifen Osteoklasten werden aktiv in der Knochenmatrix und weisen ruffled border, H+-ATPase, Carbonic anhydrase II sowie lysosomale Enzyme wie Cathepsin K und TRAP auf und resorbieren die mineralisierte Matrix in sogenannten Resorptionskanälen.

Die Aktivität wird durch Osteoprotegerin (OPG) als decoy-Rezeptor für RANKL gebremst; das Verhältnis von RANKL zu OPG reguliert die Balance der Knochenresorption.

In der Physiologie ist Osteoklastogenese eng mit dem Knochenumbau verknüpft. Eine übermäßige Aktivität kann zu Erkrankungen wie Osteoporose führen, während eine Unteraktivität zu Osteopetrosis beitragen kann.

Therapien wie Denosumab, ein Antikörper gegen RANKL, hemmen Osteoklastogenese und werden bei Erkrankungen mit erhöhter Knochenresorption eingesetzt.