Bei Osteoporose besteht im Stoffwechsel der Knochenzellen eine funktionelle Übermacht der Zellart der Osteoklasten, die den Knochen abbauen, gegenüber den Osteoblasten, die neuen Knochen entstehen lassen. Die beiden genannten Zellarten sind für den lebenslang stattfindenen natürlichen Knochenumbau verantwortlich. Im jugendlichen und jungen Erwachsenen-Alter (bis ca. 30. Lebenjahr) überwiegt dabei normalerweise der Knochenaufbau. In diesen jungen Jahren baut der Körper also seine Knochengrundsubstanz auf, von der er den Rest des Lebens ‚zehren‘ kann. Unterstützt wird dieser Aufbau durch eine ausreichende Versorgung mit Calcium, Vitamin D und Vitamin K sowie Magnesium. Weiterhin fördern Druck und Zug den Knochenaufbau, die auf die Knochen bei jeder Bewegung natürlicherweise ausgeübt werden. Mit weiter fortschreitendem Alter überwiegt zunehmend der Knochenabbau. Wenn in jungen Jahren kein ausreichender Knochenaufbau stattfinden konnte, z. B. durch Mängel bei Ernährung oder Bewegung, besteht eine hohes Risiko später eine Osteoporose zu entwickeln: Bei einer Osteoporose kommt es zu Veränderungen in der Knochenmikrostruktur, einer sinkenden Knochendichte, zu immer brüchigeren Knochen und einem zunehmenden Risiko für Knochenbrüche (auch schon durch nur geringe Belastungen ausgelöst). Daher gehört die Osteoporose zu den altersbedingten Erkrankungen, die in einer alternden Gesellschaft immer größere Relevanz bekommt.

Ein hohes Risiko, eine Osteoporose zu entwickeln haben postmenopausale Frauen, da der Östrogenabfall der Menopause sich zusätzlich negativ auf die Knochendichte auswirkt. Weiterhin kann die Entwicklung einer Osteoporose auch während des Erwachsenenalters durch eine langdauernde mangelhafte Ernährung (z. B. übermäßige Diäten, Magersucht etc.) oder falsche Ernährung (viel Phosphate z. B. in Konservierungsstoffen, Schmelzkäsen, Softgetränken u. a.) und zu wenig Bewegung gefördert werden. Darüber hinaus gelten bestimmte Erkrankungen (z. B. entzündliche Darmerkrankungen, Malabsorption etc.) bzw. medikamentöse Therapien (z. B. Glykocorticoide, Heparin, Vitamin-K-Antagonisten etc.) als Risiko für die Entwicklung einer Osteoporose.

Bei Therapieversuchen mit Stammzellen konnten sehr gute Ergebnisse in Bezug auf die Entstehung und die Progression einer Osteoporose erzielt werden. Doch der Aufwand einer solchen zellbasierten Therapie ist hoch. Da ihre Wirkung auf der Abgabe von mit Wirkstoffen gefüllten Exosomen beruht, sind Exosomen von mesenchymalen Stammzellen (MSC) potenziell sehr gute Therapeutika, die eine direkte Stammzell-Behandlung unnötig machen. Es konnten deutliche Hinweise gefunden werden, dass MSC-Exosomen günstig auf die Knochenbildung wirken und damit in Prävention und Therapie der Osteoporose von hohem Wert sein können.