Природный пептид показывает потенциал в качестве нового средства для восстановления костей

Исследователи из Бирмингема показали, что PEPITEM, природный пептид (маленький белок), имеет перспективу как новое терапевтическое средство для лечения остеопороза и других нарушений, сопровождающихся потерей костной массы, с явными преимуществами по сравнению с существующими препаратами.

PEPITEM (Peptide Inhibitor of Trans-Endothelial Migration) был впервые идентифицирован в 2015 году исследователями из Университета Бирмингема.

Последние исследования, опубликованные в журнале Cell Reports Medicine, впервые показали, что PEPITEM может использоваться в качестве нового и раннего клинического вмешательства для обратного воздействия на возрастные мышечно-скелетные заболевания, с данными, демонстрирующими, что PEPITEM усиливает минерализацию костей, их образование и прочность, а также обращает потерю костной массы в моделях заболеваний у животных.

Кость постоянно формируется, перестраивается и ремоделируется на протяжении всей жизни, и до 10% человеческой кости заменяется ежегодно через сложное взаимодействие между двумя типами клеток — остеобластами, которые формируют кость, и остеокластами, которые разрушают кость. Нарушения этого тщательно координированного процесса ответственны за проявления таких заболеваний, как остеопороз и ревматоидный артрит, которые характеризуются чрезмерным разрушением костей, или анкилозирующий спондилит, при котором происходит аномальный рост костей.

Наиболее часто используемые терапии остеопороза (бисфосфонаты) нацелены на остеокласты для предотвращения дальнейшей потери костной массы. Хотя существуют новые "анаболические" агенты, которые могут способствовать образованию новой кости, у них есть ограничения в клиническом использовании, причем терипаратид (паращитовидный гормон, или ПТГ) эффективен только в течение 24 месяцев, а ромосозумаб (анти-склеростиновое антитело) ассоциируется с сердечно-сосудистыми событиями.

Следовательно, существует явная необходимость в разработке новых терапий для стимуляции восстановления костей при возрастных мышечно-скелетных заболеваниях, среди которых остеопороз является наиболее распространенным.

Исследователи под руководством доктора Хелен МакГеттрик и доктора Эми Нейлор, включая доктора Джонатана Льюиса и Кэтрин Фрост из Института воспаления и старения Университета Бирмингема, а также доктора Джеймса Эдвардса из Nuffield Department of Orthopedics, Rheumatology and Musculoskeletal Sciences в Оксфордском университете, приступили к исследованию потенциального терапевтического воздействия PEPITEM при этих состояниях.

PEPITEM — это природный короткий белок (пептид), который продуцируется в организме и обнаруживается в циркулирующем виде у всех людей на низких уровнях.

Результаты исследования показали, что PEPITEM регулирует ремоделирование костей и что увеличение его количества в организме стимулирует минерализацию костей у "молодых костей", которые не находятся в заболевшем или предостеопоротическом состоянии, и что это приводит к увеличению прочности и плотности костей, аналогично текущим стандартным препаратам (бисфосфонатам и ПТГ).

Однако ключевым испытанием для потенциального нового терапевтического средства является его способность нацеливаться на естественный процесс восстановления, который нарушен возрастом или воспалительным заболеванием.

Здесь исследователи показали, что введение дополнительного PEPITEM ограничивает потерю костной массы и улучшает плотность костей в моделях менопаузы у животных, что является частой причиной остеопоротической потери костной массы у людей. Их исследования также показали аналогичные результаты в моделях воспалительных заболеваний костей (артрит), где PEPITEM значительно снижал повреждение и эрозию костей.

Эти выводы были подкреплены исследованиями с использованием человеческой костной ткани, извлеченной у пожилых пациентов во время операции на суставах. Эти исследования показали, что клетки пожилых людей реагируют на PEPITEM, значительно увеличивая созревание остеобластов и их способность производить и минерализовать костные ткани.

Их работы с клетками и тканевыми культурами показали, что PEPITEM оказывает прямое воздействие на остеобласты, стимулируя образование костей за счет увеличения активности остеобластов, а не их количества. Дальнейшие исследования идентифицировали рецептор NCAM-1 как специфический рецептор для PEPITEM в остеобластах и сильно предположили, что сигнальный путь NCAM-1-β-катенин отвечает за повышение активности остеобластов. Этот рецептор и путь отличаются от ранее описанных рецепторов PEPITEM в других тканях.

Исследователи также изучили влияние PEPITEM на остеокласты и резорбцию костей. Здесь исследования на мышах показали, что PEPITEM значительно снижает количество остеокластов, приводя к снижению резорбции костных минералов. Впоследствии исследователи продемонстрировали, что снижение активности остеокластов является результатом растворимого вещества, выделяемого локально в костных тканях остеобластами, "активированными" PEPITEM.

Доктор Хелен МакГеттрик сказала: "Хотя наиболее часто используемые препараты, бисфосфонаты, работают, блокируя действие остеокластов, PEPITEM действует, смещая баланс в пользу образования костей, не влияя на способность остеокластов резорбировать поврежденные или слабые костные ткани через нормальное ремоделирование костей."

Хелен Данстер, менеджер по развитию бизнеса, которая курировала интеллектуальную собственность, связанную с PEPITEM в течение последних восьми лет, сказала: "PEPITEM является предметом ряда патентных семей, связанных с его активностью при воспалении и воспалительных иммунно-опосредованных, костных и связанных с ожирением заболеваниях, а также состоящих из меньших фармакофоров PEPITEM."