Природен пептид показва потенциал като нов агент за възстановяване на костите

Изследователи от Бирмингам са показали, че PEPITEM, естествено срещащ се пептид (малък протеин), е обещаващ нов терапевтичен агент за лечение на остеопороза и други костно-губещи заболявания, с ясни предимства пред съществуващите лекарства.

PEPITEM (Пептиден инхибитор на трансендотелната миграция) е идентифициран за първи път през 2015 г. от изследователи в Университета в Бирмингам.

Скорошни изследвания, публикувани в списание Cell Reports Medicine, показват за първи път, че PEPITEM може да се използва като нова и ранна клинична интервенция за обръщане на свързаните с възрастта мускулно-скелетни заболявания, като данните показват, че PEPITEM подобрява минерализацията, образуването и здравината на костите и обръща костната загуба при животински модели на заболяванията.

Костта непрекъснато се формира, възстановява и ремоделира през целия живот, като до 10% от човешката кост се подменя всяка година чрез сложно взаимодействие между два вида клетки – остеобласти, които образуват кост, и остеокласти, които разрушават костта. Нарушенията в този внимателно координиран процес са отговорни за проявите на заболявания като остеопороза и ревматоиден артрит, които се характеризират с прекомерно разрушаване на костите, или анкилозиращ спондилит, който включва анормален растеж на костите.

Най-често използваните терапии за остеопороза (бисфосфонати) са насочени към остеокластите, за да предотвратят по-нататъшна костна загуба. Въпреки че има по-нови „анаболни“ средства, които могат да стимулират образуването на нова костна тъкан, те имат ограничения в клиничната си употреба, като терипаратид (паратироиден хормон или ПТХ) е ефективен само за 24 месеца, а ромозозумаб (антисклеростиново антитяло) е свързан със сърдечно-съдови събития.

Следователно, съществува ясна необходимост от разработване на нови терапии за стимулиране на костното възстановяване при свързани с възрастта мускулно-скелетни заболявания, от които остеопорозата е най-често срещаната.

Изследователи, ръководени от д-р Хелън Макгетрик и д-р Ейми Нейлър, включително д-р Джонатан Луис и Катрин Фрост от Института по възпаление и стареене в Университета в Бирмингам и д-р Джеймс Едуардс от катедрата по ортопедия, ревматология и мускулно-скелетни науки „Нъфийлд“ в Оксфордския университет, започнаха да изследват потенциалните терапевтични ефекти на PEPITEM при тези състояния.

PEPITEM е естествено срещащ се къс протеин (пептид), който се произвежда в тялото и се открива в кръвообращението на всички хора в ниски нива.

Резултатите от проучването показват, че PEPITEM регулира костното ремоделиране и че увеличаването на количеството му в организма стимулира костната минерализация в „млади кости“, които не са в болно или преостеопоротично състояние, и че това води до повишена костна здравина и плътност, подобни на настоящите стандартни лекарства (бифосфонати и ПТХ).

Ключов тест за потенциално ново терапевтично средство обаче е способността му да се насочи към естествен процес на възстановяване, който е нарушен от възрастта или възпалителното заболяване.

Тук изследователите показаха, че допълнителният прием на PEPITEM ограничава костната загуба и подобрява костната плътност при животински модели на менопауза, често срещана причина за остеопоротична костна загуба при хора. Техните проучвания също така показват подобни резултати при модели на възпалително костно заболяване (артрит), където PEPITEM значително намалява костното увреждане и ерозия.

Тези открития са подкрепени от проучвания, използващи човешка костна тъкан, извлечена от възрастни пациенти по време на ставна операция. Тези проучвания показват, че клетките от възрастни хора реагират на PEPITEM чрез значително увеличаване на зреенето на остеобластите и способността им да произвеждат и минерализират костна тъкан.

Тяхната работа с клетки и тъканни култури показа, че PEPITEM има директен ефект върху остеобластите, стимулирайки образуването на кости чрез увеличаване на активността на остеобластите, а не на техния брой. По-нататъшни проучвания идентифицираха NCAM-1 рецептора като специфичен рецептор за PEPITEM в остеобластите и категорично предположиха, че сигналният път на NCAM-1-β-катенин е отговорен за увеличаването на активността на остеобластите. Този рецептор и път са различни от описаните по-рано PEPITEM рецептори в други тъкани.

Изследователите също така изследвали ефектите на PEPITEM върху остеокластите и костната резорбция. Тук проучвания върху мишки показали, че PEPITEM значително намалява броя на остеокластите, което води до намаляване на костната минерална резорбция. Впоследствие изследователите демонстрирали, че намаляването на остеокластичната активност е резултат от разтворимо вещество, секретирано локално в костната тъкан от остеобласти, „активирани“ от PEPITEM.

Д-р Хелън Макгетрик каза: „Докато най-често използваните лекарства, бифосфонатите, действат чрез блокиране на действието на остеокластите, PEPITEM действа, като накланя везните в полза на образуването на кост, без да повлиява способността на остеокластите да резорбират увредена или слаба костна тъкан чрез нормално костно ремоделиране.“

Хелън Дънстър, мениджър „Развитие на бизнеса“, която е отговаряла за интелектуалната собственост, свързана с PEPITEM през последните осем години, заяви: „PEPITEM е обект на редица патентни семейства, свързани с неговата активност при възпаления и възпалителни имунно-медиирани, костни и затлъстяващи заболявания, както и състоящ се от по-малки фармакофори на PEPITEM.“