Naturalny peptyd wykazuje potencjał jako nowy środek do naprawy kości

Naukowcy z Birmingham wykazali, że PEPITEM, naturalnie występujący peptyd (małe białko), jest obiecującym nowym środkiem terapeutycznym w leczeniu osteoporozy i innych chorób powodujących utratę masy kostnej, wykazującym wyraźną przewagę nad obecnie dostępnymi lekami.

PEPITEM (peptydowy inhibitor migracji transśródbłonkowej) został po raz pierwszy zidentyfikowany w 2015 roku przez naukowców z Uniwersytetu w Birmingham.

Najnowsze badania opublikowane w czasopiśmie Cell Reports Medicine wykazały po raz pierwszy, że PEPITEM może być stosowany jako nowatorska i wczesna interwencja kliniczna w celu odwrócenia chorób układu mięśniowo-szkieletowego związanych z wiekiem. Dane wskazują, że PEPITEM wspomaga mineralizację, tworzenie i wytrzymałość kości oraz odwraca utratę tkanki kostnej w zwierzęcych modelach tych chorób.

Kość jest nieustannie formowana, odbudowywana i przebudowywana przez całe życie, przy czym do 10% ludzkiej kości jest wymieniane każdego roku poprzez złożoną interakcję między dwoma typami komórek — osteoblastami, które tworzą kość, i osteoklastami, które ją niszczą. Zaburzenia tego starannie skoordynowanego procesu są odpowiedzialne za objawy chorób takich jak osteoporoza i reumatoidalne zapalenie stawów, które charakteryzują się nadmiernym niszczeniem kości, lub zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa, które obejmuje nieprawidłowy wzrost kości.

Najczęściej stosowane terapie osteoporozy (bisfosfoniany) są skierowane na osteoklasty, aby zapobiec dalszej utracie tkanki kostnej. Chociaż istnieją nowsze środki „anaboliczne”, które mogą promować tworzenie nowej tkanki kostnej, mają one ograniczenia w zastosowaniu klinicznym, przy czym teriparatide (parathormon, lub PTH) jest skuteczny tylko przez 24 miesiące, a romosozumab (przeciwciało antysklerostynowe) wiąże się z incydentami sercowo-naczyniowymi.

W związku z tym istnieje wyraźna potrzeba opracowania nowych terapii, które będą stymulować naprawę kości w chorobach układu mięśniowo-szkieletowego związanych z wiekiem, spośród których najczęstszą jest osteoporoza.

Naukowcy pod przewodnictwem dr Helen McGettrick i dr Amy Naylor, w tym dr Jonathana Lewisa i Catherine Frost z Instytutu Zapaleń i Starzenia Uniwersytetu w Birmingham oraz dr Jamesa Edwardsa z Wydziału Ortopedii, Reumatologii i Nauk o Układzie Mięśniowo-Szkieletowym Nuffielda Uniwersytetu Oksfordzkiego, rozpoczęli badania nad potencjalnymi efektami terapeutycznymi PEPITEM w przypadku tych schorzeń.

PEPITEM to naturalnie występujące krótkie białko (peptyd), które jest wytwarzane w organizmie i występuje w niewielkich ilościach u wszystkich ludzi.

Wyniki badania wykazały, że PEPITEM reguluje przebudowę kości, a zwiększenie jego ilości w organizmie stymuluje mineralizację kości w „młodych kościach”, które nie znajdują się w stanie chorobowym ani przedosteoporotycznym, co skutkuje zwiększeniem wytrzymałości i gęstości kości w sposób podobny do uzyskiwanego przy użyciu obecnie stosowanych standardowych leków (bisfosfonianów i PTH).

Kluczowym testem potencjalnej nowej terapii jest jednak jej zdolność do oddziaływania na naturalny proces naprawy, który ulega zaburzeniu z powodu wieku lub choroby zapalnej.

Tutaj naukowcy wykazali, że suplementacja PEPITEM ograniczyła utratę kości i poprawiła gęstość kości w zwierzęcych modelach menopauzy, częstej przyczyny osteoporotycznej utraty kości u ludzi. Ich badania wykazały również podobne wyniki w modelach zapalnej choroby kości (zapalenie stawów), gdzie PEPITEM znacząco zmniejszył uszkodzenie kości i erozję.

Wyniki te zostały poparte badaniami wykorzystującymi ludzką tkankę kostną pobraną od pacjentów w podeszłym wieku podczas operacji stawu. Badania te wykazały, że komórki od osób w podeszłym wieku reagują na PEPITEM, znacznie zwiększając dojrzewanie osteoblastów i ich zdolność do wytwarzania i mineralizacji tkanki kostnej.

Ich praca z hodowlami komórek i tkanek wykazała, że PEPITEM ma bezpośredni wpływ na osteoblasty, stymulując tworzenie kości poprzez zwiększenie aktywności osteoblastów, a nie ich liczby. Dalsze badania zidentyfikowały receptor NCAM-1 jako specyficzny receptor dla PEPITEM w osteoblastach i silnie sugerowały, że szlak sygnałowy NCAM-1-β-kateniny jest odpowiedzialny za zwiększenie aktywności osteoblastów. Ten receptor i szlak różnią się od wcześniej opisanych receptorów PEPITEM w innych tkankach.

Naukowcy zbadali również wpływ PEPITEM na osteoklasty i resorpcję kości. Tutaj badania na myszach wykazały, że PEPITEM znacząco zmniejszył liczbę osteoklastów, co doprowadziło do zmniejszenia resorpcji minerałów kostnych. Następnie naukowcy wykazali, że zmniejszenie aktywności osteoklastów było wynikiem rozpuszczalnej substancji wydzielanej lokalnie w tkance kostnej przez osteoblasty „aktywowane” przez PEPITEM.

Dr Helen McGettrick powiedziała: „Podczas gdy najczęściej stosowane leki, bisfosfoniany, działają poprzez blokowanie działania osteoklastów, PEPITEM działa poprzez przechylanie równowagi na korzyść tworzenia kości bez wpływu na zdolność osteoklastów do resorpcji uszkodzonej lub słabej tkanki kostnej poprzez normalną przebudowę kości”.

Helen Dunster, menedżer ds. rozwoju biznesu, która nadzorowała własność intelektualną związaną z PEPITEM przez ostatnie osiem lat, powiedziała: „PEPITEM jest przedmiotem szeregu rodzin patentów związanych z jego aktywnością w stanach zapalnych i zapalnych chorobach kostnych o podłożu immunologicznym oraz otyłości, a także składa się z mniejszych farmakoforów PEPITEM”.