Prírodný peptid má potenciál ako nový prostriedok na obnovu kostí

Výskumníci z Birminghamu preukázali, že PEPITEM, prirodzene sa vyskytujúci peptid (malý proteín), je sľubným novým terapeutickým činidlom na liečbu osteoporózy a iných porúch spôsobujúcich stratu kostnej hmoty s jasnými výhodami oproti existujúcim liekom.

PEPITEM (peptidový inhibítor transendoteliálnej migrácie) bol prvýkrát identifikovaný v roku 2015 výskumníkmi z Birminghamskej univerzity.

Nedávny výskum publikovaný v časopise Cell Reports Medicine po prvýkrát ukázal, že PEPITEM sa môže použiť ako nový a včasný klinický zásah na zvrátenie muskuloskeletálnych ochorení súvisiacich s vekom, pričom údaje preukazujú, že PEPITEM zlepšuje mineralizáciu, tvorbu a pevnosť kostí a zvráti úbytok kostnej hmoty u zvieracích modelov týchto ochorení.

Kosť sa počas celého života neustále tvorí, obnovuje a pretvára, pričom každý rok sa nahradí až 10 % ľudskej kosti prostredníctvom komplexnej interakcie medzi dvoma typmi buniek – osteoblastami, ktoré tvoria kosť, a osteoklastmi, ktoré kosť ničia. Porušenia tohto starostlivo koordinovaného procesu sú zodpovedné za prejavy ochorení, ako je osteoporóza a reumatoidná artritída, ktoré sa vyznačujú nadmernou deštrukciou kostí, alebo ankylozujúca spondylitída, ktorá zahŕňa abnormálny rast kostí.

Najčastejšie používané terapie osteoporózy (bisfosfonáty) sú zamerané na osteoklasty, aby sa zabránilo ďalšiemu úbytku kostnej hmoty. Hoci existujú novšie „anabolické“ látky, ktoré môžu podporovať tvorbu nových kostí, ich klinické použitie má obmedzenia, pričom teriparatid (parathormón alebo PTH) je účinný iba 24 mesiacov a romosozumab (protilátka proti sklerostínu) je spojený s kardiovaskulárnymi príhodami.

Preto existuje jasná potreba vyvinúť nové terapie na stimuláciu opravy kostí pri ochoreniach pohybového aparátu súvisiacich s vekom, z ktorých osteoporóza je najčastejšou.

Výskumníci pod vedením Dr. Helen McGettrick a Dr. Amy Naylor, vrátane Dr. Jonathana Lewisa a Catherine Frost z Inštitútu zápalu a starnutia na Univerzite v Birminghame a Dr. Jamesa Edwardsa z Nuffieldovho oddelenia ortopédie, reumatológie a muskuloskeletálnych vied na Oxfordskej univerzite, začali skúmať potenciálne terapeutické účinky PEPITEMu pri týchto ochoreniach.

PEPITEM je prirodzene sa vyskytujúci krátky proteín (peptid), ktorý sa produkuje v tele a nachádza sa v nízkych hladinách v krvnom obehu u všetkých ľudí.

Výsledky štúdie ukázali, že PEPITEM reguluje prestavbu kostí a že zvýšenie jeho množstva v tele stimuluje mineralizáciu kostí v „mladých kostiach“, ktoré nie sú v chorom alebo preosteoporotickom stave, a že to vedie k zvýšenej pevnosti a hustote kostí podobnej súčasným štandardným liekom (bisfosfonáty a PTH).

Kľúčovým testom potenciálnej novej terapie je však jej schopnosť zamerať sa na prirodzený proces opravy, ktorý je narušený vekom alebo zápalovým ochorením.

Výskumníci v tejto štúdii preukázali, že doplnkové užívanie PEPITEMu obmedzilo úbytok kostnej hmoty a zlepšilo hustotu kostí u zvieracích modelov menopauzy, čo je bežná príčina osteoporotického úbytku kostnej hmoty u ľudí. Ich štúdie tiež preukázali podobné výsledky v modeloch zápalového ochorenia kostí (artritídy), kde PEPITEM významne znížil poškodenie a eróziu kostí.

Tieto zistenia boli podporené štúdiami s použitím ľudského kostného tkaniva extrahovaného od starších pacientov počas operácie kĺbov. Tieto štúdie ukázali, že bunky starších ľudí reagujú na PEPITEM významným zvýšením dozrievania osteoblastov a ich schopnosti produkovať a mineralizovať kostné tkanivo.

Ich práca s bunkami a tkanivovými kultúrami ukázala, že PEPITEM má priamy účinok na osteoblasty, pričom stimuluje tvorbu kostí zvýšením aktivity osteoblastov, a nie ich počtu. Ďalšie štúdie identifikovali receptor NCAM-1 ako špecifický receptor pre PEPITEM v osteoblastoch a silne naznačili, že signálna dráha NCAM-1-β-katenínu je zodpovedná za zvýšenie aktivity osteoblastov. Tento receptor a dráha sa líšia od predtým opísaných receptorov PEPITEM v iných tkanivách.

Výskumníci tiež skúmali účinky PEPITEMu na osteoklasty a resorpciu kostí. Štúdie na myšiach ukázali, že PEPITEM významne znížil počet osteoklastov, čo viedlo k zníženiu resorpcie kostných minerálov. Výskumníci následne preukázali, že zníženie aktivity osteoklastov bolo výsledkom rozpustnej látky vylučovanej lokálne v kostnom tkanive osteoblastami „aktivovanými“ PEPITEMom.

Dr. Helen McGettrick povedala: „Zatiaľ čo najčastejšie používané lieky, bisfosfonáty, fungujú tak, že blokujú účinok osteoklastov, PEPITEM funguje tak, že narúša rovnováhu v prospech tvorby kostí bez ovplyvnenia schopnosti osteoklastov resorbovať poškodené alebo slabé kostné tkanivo prostredníctvom normálnej prestavby kostí.“

Helen Dunster, manažérka pre rozvoj obchodu, ktorá posledných osem rokov dohliadala na duševné vlastníctvo spojené s liekom PEPITEM, uviedla: „PEPITEM je predmetom viacerých patentových skupín súvisiacich s jeho aktivitou pri zápaloch a zápalových imunitne sprostredkovaných ochoreniach súvisiacich s kosťami a obezitou, ako aj pozostáva z menších farmakoforov PEPITEM.“