Naravni peptid je potencialno novo sredstvo za obnovo kosti

Raziskovalci iz Birminghama so pokazali, da je PEPITEM, naravni peptid (majhen protein), obetaven kot novo terapevtsko sredstvo za zdravljenje osteoporoze in drugih bolezni, ki povzročajo izgubo kostne mase, z jasnimi prednostmi pred obstoječimi zdravili.

PEPITEM (peptidni zaviralec transendotelijske migracije) so leta 2015 prvič odkrili raziskovalci na Univerzi v Birminghamu.

Nedavna raziskava, objavljena v reviji Cell Reports Medicine, je prvič pokazala, da se PEPITEM lahko uporablja kot nov in zgodnji klinični poseg za odpravljanje starostno pogojenih mišično-skeletnih bolezni, pri čemer podatki kažejo, da PEPITEM izboljša mineralizacijo, tvorbo in moč kosti ter obrne izgubo kostne mase v živalskih modelih bolezni.

Kost se skozi vse življenje nenehno oblikuje, obnavlja in preoblikuje, pri čemer se vsako leto do 10 % človeške kosti nadomesti s kompleksno interakcijo med dvema vrstama celic – osteoblasti, ki tvorijo kost, in osteoklasti, ki uničujejo kost. Motnje v tem skrbno usklajenem procesu so odgovorne za manifestacije bolezni, kot sta osteoporoza in revmatoidni artritis, za katere je značilno prekomerno uničevanje kosti, ali ankilozirajoči spondilitis, ki vključuje nenormalno rast kosti.

Najpogosteje uporabljene terapije za osteoporozo (bisfosfonati) ciljajo na osteoklaste, da preprečijo nadaljnjo izgubo kostne mase. Čeprav obstajajo novejša "anabolična" sredstva, ki lahko spodbujajo nastajanje nove kosti, imajo omejitve v klinični uporabi, saj je teriparatid (paratiroidni hormon ali PTH) učinkovit le 24 mesecev, romosozumab (protitelo proti sklerozinu) pa je povezan s srčno-žilnimi dogodki.

Zato obstaja jasna potreba po razvoju novih terapij za spodbujanje obnove kosti pri starostno pogojenih mišično-skeletnih boleznih, med katerimi je osteoporoza najpogostejša.

Raziskovalci pod vodstvom dr. Helen McGettrick in dr. Amy Naylor, vključno z dr. Jonathanom Lewisom in Catherine Frost z Inštituta za vnetje in staranje na Univerzi v Birminghamu ter dr. Jamesom Edwardsom z oddelka za ortopedijo, revmatologijo in mišično-skeletne znanosti Nuffield na Univerzi v Oxfordu, so začeli raziskovati potencialne terapevtske učinke zdravila PEPITEM pri teh stanjih.

PEPITEM je naravno prisotna kratka beljakovina (peptid), ki se proizvaja v telesu in jo v nizkih koncentracijah najdemo v krvnem obtoku pri vseh ljudeh.

Rezultati študije so pokazali, da PEPITEM uravnava preoblikovanje kosti in da povečanje njegove količine v telesu spodbuja mineralizacijo kosti v "mladih kosteh", ki niso v obolelem ali predosteoporotičnem stanju, in da to povzroči povečano trdnost in gostoto kosti, podobno kot pri trenutno standardnih zdravilih (bisfosfonatih in PTH).

Vendar pa je ključni preizkus za potencialno novo terapevtsko sredstvo njegova sposobnost ciljanja na naravni proces obnove, ki ga motijo starost ali vnetna bolezen.

Raziskovalci so tukaj pokazali, da je dodatek zdravila PEPITEM omejil izgubo kostne mase in izboljšal gostoto kosti pri živalskih modelih menopavze, ki je pogost vzrok za osteoporotično izgubo kostne mase pri ljudeh. Njihove študije so pokazale podobne rezultate tudi pri modelih vnetne bolezni kosti (artritisa), kjer je PEPITEM znatno zmanjšal poškodbe in erozijo kosti.

Te ugotovitve so podprle študije s človeškim kostnim tkivom, odvzetim starejšim bolnikom med operacijo sklepov. Te študije so pokazale, da se celice starejših ljudi odzivajo na PEPITEM tako, da znatno povečajo zorenje osteoblastov in njihovo sposobnost tvorbe in mineralizacije kostnega tkiva.

Njihovo delo s celicami in tkivnimi kulturami je pokazalo, da ima PEPITEM neposreden učinek na osteoblaste, saj spodbuja tvorbo kosti s povečanjem aktivnosti osteoblastov in ne njihovega števila. Nadaljnje študije so identificirale receptor NCAM-1 kot specifični receptor za PEPITEM v osteoblastih in močno nakazale, da je signalna pot NCAM-1-β-katenina odgovorna za povečanje aktivnosti osteoblastov. Ta receptor in pot se razlikujeta od prej opisanih receptorjev PEPITEM v drugih tkivih.

Raziskovalci so preučevali tudi učinke zdravila PEPITEM na osteoklaste in resorpcijo kosti. Študije na miših so pokazale, da je PEPITEM znatno zmanjšal število osteoklastov, kar je povzročilo zmanjšanje resorpcije kostnih mineralov. Raziskovalci so nato dokazali, da je zmanjšanje aktivnosti osteoklastov posledica topne snovi, ki jo osteoblasti, ki jih je "aktiviral" PEPITEM, lokalno izločajo v kostnem tkivu.

Dr. Helen McGettrick je dejala: »Medtem ko najpogosteje uporabljena zdravila, bisfosfonati, delujejo tako, da blokirajo delovanje osteoklastov, PEPITEM deluje tako, da prevesi tehtnico v korist tvorbe kosti, ne da bi pri tem vplival na sposobnost osteoklastov, da z normalnim preoblikovanjem kosti resorbirajo poškodovano ali šibko kostno tkivo.«

Helen Dunster, vodja razvoja poslovanja, ki je zadnjih osem let nadzirala intelektualno lastnino, povezano s PEPITEM-om, je dejala: »PEPITEM je predmet številnih patentnih družin, povezanih z njegovim delovanjem pri vnetjih in vnetnih imunsko posredovanih boleznih, boleznih, povezanih s kostmi in debelostjo, ter je sestavljen iz manjših farmakoforjev PEPITEM-a.«