Přírodní peptid má potenciál jako nový prostředek pro obnovu kostí

Výzkumníci z Birminghamu prokázali, že PEPITEM, přirozeně se vyskytující peptid (malý protein), je slibným novým terapeutickým činidlem pro léčbu osteoporózy a dalších poruch způsobujících úbytek kostní hmoty, s jasnými výhodami oproti stávajícím lékům.

PEPITEM (peptidový inhibitor transendoteliální migrace) byl poprvé identifikován v roce 2015 vědci z Birminghamské univerzity.

Nedávný výzkum publikovaný v časopise Cell Reports Medicine poprvé ukázal, že PEPITEM může být použit jako nový a včasný klinický zásah ke zvrácení muskuloskeletálních onemocnění souvisejících s věkem. Data prokazují, že PEPITEM zlepšuje mineralizaci, tvorbu a sílu kostí a zvrací úbytek kostní hmoty u zvířecích modelů těchto onemocnění.

Kost se po celý život neustále tvoří, obnovuje a remodeluje, přičemž každý rok se v lidské kosti nahradí až 10 % prostřednictvím komplexní interakce mezi dvěma typy buněk – osteoblasty, které tvoří kost, a osteoklasty, které kost ničí. Narušení tohoto pečlivě koordinovaného procesu je zodpovědné za projevy onemocnění, jako je osteoporóza a revmatoidní artritida, které se vyznačují nadměrným ničením kostí, nebo ankylozující spondylitida, která zahrnuje abnormální růst kostí.

Nejčastěji používané terapie osteoporózy (bisfosfonáty) cílí na osteoklasty, aby zabránily dalšímu úbytku kostní hmoty. Ačkoli existují novější „anabolické“ látky, které mohou podporovat tvorbu nových kostí, jejich klinické použití má omezení. Teriparatid (parathormon nebo PTH) je účinný pouze po dobu 24 měsíců a romosozumab (protilátka proti sklerostinu) je spojován s kardiovaskulárními příhodami.

Proto je zřejmé, že je třeba vyvinout nové terapie pro stimulaci opravy kostí u muskuloskeletálních onemocnění souvisejících s věkem, z nichž nejčastější je osteoporóza.

Výzkumníci pod vedením Dr. Helen McGettrick a Dr. Amy Naylor, včetně Dr. Jonathana Lewise a Catherine Frost z Ústavu zánětů a stárnutí na Birminghamské univerzitě a Dr. Jamese Edwardse z Nuffieldova oddělení ortopedie, revmatologie a muskuloskeletálních věd na Oxfordské univerzitě, začali zkoumat potenciální terapeutické účinky přípravku PEPITEM u těchto onemocnění.

PEPITEM je přirozeně se vyskytující krátký protein (peptid), který se produkuje v těle a nachází se v nízkých koncentracích v krvi všech lidí.

Výsledky studie ukázaly, že PEPITEM reguluje remodelaci kostí a že zvýšení jeho množství v těle stimuluje mineralizaci kostí v „mladých kostech“, které nejsou v nemocném nebo preosteoporotickém stavu, a že to vede ke zvýšení pevnosti a hustoty kostí podobné současným standardním lékům (bisfosfonáty a PTH).

Klíčovým testem pro potenciální novou terapeutiku je však její schopnost zaměřit se na přirozený proces obnovy, který je narušen věkem nebo zánětlivým onemocněním.

Vědci zde prokázali, že doplňkové užívání přípravku PEPITEM omezilo úbytek kostní hmoty a zlepšilo hustotu kostí u zvířecích modelů menopauzy, což je častá příčina osteoporotického úbytku kostní hmoty u lidí. Jejich studie také ukázaly podobné výsledky u modelů zánětlivého onemocnění kostí (artritida), kde PEPITEM významně snížil poškození a erozi kostí.

Tato zjištění byla podpořena studiemi s lidskou kostní tkání extrahovanou od starších pacientů během operace kloubů. Tyto studie ukázaly, že buňky starších lidí reagují na PEPITEM významným zvýšením zrání osteoblastů a jejich schopnosti produkovat a mineralizovat kostní tkáň.

Jejich práce s buňkami a tkáňovými kulturami ukázala, že PEPITEM má přímý účinek na osteoblasty a stimuluje tvorbu kostí zvýšením aktivity osteoblastů, nikoli jejich počtu. Další studie identifikovaly receptor NCAM-1 jako specifický receptor pro PEPITEM v osteoblastech a silně naznačily, že za zvýšení aktivity osteoblastů je zodpovědná signální dráha NCAM-1-β-kateninu. Tento receptor a dráha se liší od dříve popsaných receptorů PEPITEM v jiných tkáních.

Vědci také zkoumali účinky PEPITEMu na osteoklasty a resorpci kostí. Studie na myších ukázaly, že PEPITEM významně snižuje počet osteoklastů, což vede ke snížení resorpce kostních minerálů. Vědci následně prokázali, že snížení aktivity osteoklastů bylo výsledkem rozpustné látky vylučované lokálně v kostní tkáni osteoblasty „aktivovanými“ PEPITEMem.

Dr. Helen McGettrick uvedla: „Zatímco nejčastěji používané léky, bisfosfonáty, fungují tak, že blokují působení osteoklastů, PEPITEM funguje tak, že narušuje tvorbu kostí, aniž by ovlivňoval schopnost osteoklastů resorbovat poškozenou nebo slabou kostní tkáň prostřednictvím normální remodelace kostí.“

Helen Dunster, manažerka rozvoje obchodu, která v posledních osmi letech dohlížela na duševní vlastnictví spojené s PEPITEMem, uvedla: „PEPITEM je předmětem řady patentových rodin souvisejících s jeho aktivitou v oblasti zánětů a zánětlivých imunitně zprostředkovaných onemocnění, onemocnění kostí a obezity, a také se skládá z menších farmakoforů PEPITEMu.“