Φυσικό πεπτίδιο παρουσιάζει δυνατότητες ως νέος παράγοντας επιδιόρθωσης οστών

Ερευνητές από το Μπέρμιγχαμ έδειξαν ότι το PEPITEM, ένα φυσικώς απαντώμενο πεπτίδιο (μικρή πρωτεΐνη), είναι πολλά υποσχόμενο ως νέος θεραπευτικός παράγοντας για τη θεραπεία της οστεοπόρωσης και άλλων διαταραχών που οδηγούν σε απώλεια οστού, με σαφή πλεονεκτήματα έναντι των υπαρχόντων φαρμάκων.

Το PEPITEM (πεπτιδικός αναστολέας της διαενδοθηλιακής μετανάστευσης) αναγνωρίστηκε για πρώτη φορά το 2015 από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ.

Πρόσφατη έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Cell Reports Medicine έδειξε για πρώτη φορά ότι το PEPITEM μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια νέα και πρώιμη κλινική παρέμβαση για την αντιστροφή των μυοσκελετικών παθήσεων που σχετίζονται με την ηλικία, με δεδομένα που καταδεικνύουν ότι το PEPITEM ενισχύει την οστική μεταλλοποίηση, τον σχηματισμό και την αντοχή των οστών και αντιστρέφει την οστική απώλεια σε ζωικά μοντέλα των ασθενειών.

Τα οστά σχηματίζονται, αναδομούνται και αναδιαμορφώνονται συνεχώς καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής, με έως και το 10% των ανθρώπινων οστών να αντικαθίστανται κάθε χρόνο μέσω μιας σύνθετης αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο τύπων κυττάρων - των οστεοβλαστών, που σχηματίζουν τα οστά, και των οστεοκλαστών, που καταστρέφουν τα οστά. Οι διαταραχές σε αυτήν την προσεκτικά συντονισμένη διαδικασία ευθύνονται για τις εκδηλώσεις ασθενειών όπως η οστεοπόρωση και η ρευματοειδής αρθρίτιδα, οι οποίες χαρακτηρίζονται από υπερβολική καταστροφή των οστών, ή αγκυλοποιητική σπονδυλίτιδα, η οποία περιλαμβάνει ανώμαλη ανάπτυξη των οστών.

Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες θεραπείες για την οστεοπόρωση (διφωσφονικά) στοχεύουν τους οστεοκλάστες για να αποτρέψουν περαιτέρω απώλεια οστού. Παρόλο που υπάρχουν νεότεροι «αναβολικοί» παράγοντες που μπορούν να προάγουν τον σχηματισμό νέου οστού, έχουν περιορισμούς στην κλινική χρήση, καθώς η τεριπαρατίδη (παραθορμόνη ή PTH) είναι αποτελεσματική μόνο για 24 μήνες και η ρομοζουμάμπη (ένα αντίσωμα κατά της σκληροστίνης) σχετίζεται με καρδιαγγειακά συμβάντα.

Συνεπώς, υπάρχει σαφής ανάγκη ανάπτυξης νέων θεραπειών για την τόνωση της αποκατάστασης των οστών σε μυοσκελετικές παθήσεις που σχετίζονται με την ηλικία, εκ των οποίων η οστεοπόρωση είναι η πιο συχνή.

Ερευνητές με επικεφαλής τη Δρ. Helen McGettrick και τη Δρ. Amy Naylor, συμπεριλαμβανομένων των Δρ. Jonathan Lewis και Catherine Frost από το Ινστιτούτο Φλεγμονής και Γήρανσης στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ, και του Δρ. James Edwards από το Τμήμα Ορθοπεδικής, Ρευματολογίας και Μυοσκελετικών Επιστημών Nuffield στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, άρχισαν να διερευνούν τις πιθανές θεραπευτικές επιδράσεις του PEPITEM σε αυτές τις παθήσεις.

Το PEPITEM είναι μια φυσική βραχεία πρωτεΐνη (πεπτίδιο) που παράγεται στο σώμα και κυκλοφορεί σε όλους τους ανθρώπους σε χαμηλά επίπεδα.

Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι το PEPITEM ρυθμίζει την αναδιαμόρφωση των οστών και ότι η αύξηση της ποσότητάς του στον οργανισμό διεγείρει την οστική μεταλλοποίηση σε «νεαρά οστά» που δεν βρίσκονται σε νοσογόνο ή προ-οστεοπορωτική κατάσταση, και ότι αυτό έχει ως αποτέλεσμα αυξημένη αντοχή και πυκνότητα των οστών παρόμοια με τα τρέχοντα τυπικά φάρμακα (διφωσφονικά και PTH).

Ωστόσο, μια βασική δοκιμασία για μια πιθανή νέα θεραπευτική αγωγή είναι η ικανότητά της να στοχεύει σε μια φυσική διαδικασία επιδιόρθωσης που διαταράσσεται από την ηλικία ή μια φλεγμονώδη νόσο.

Εδώ, οι ερευνητές έδειξαν ότι το συμπληρωματικό PEPITEM περιόρισε την οστική απώλεια και βελτίωσε την οστική πυκνότητα σε ζωικά μοντέλα εμμηνόπαυσης, μια κοινή αιτία οστεοπορωτικής οστικής απώλειας στους ανθρώπους. Οι μελέτες τους έδειξαν επίσης παρόμοια αποτελέσματα σε μοντέλα φλεγμονώδους οστικής νόσου (αρθρίτιδας), όπου το PEPITEM μείωσε σημαντικά τη βλάβη και τη διάβρωση των οστών.

Αυτά τα ευρήματα υποστηρίχθηκαν από μελέτες που χρησιμοποίησαν ανθρώπινο οστικό ιστό που εξήχθη από ηλικιωμένους ασθενείς κατά τη διάρκεια χειρουργικής επέμβασης στις αρθρώσεις. Αυτές οι μελέτες έδειξαν ότι τα κύτταρα από ηλικιωμένους ανταποκρίνονται στο PEPITEM αυξάνοντας σημαντικά την ωρίμανση των οστεοβλαστών και την ικανότητά τους να παράγουν και να μεταλλοποιούν οστικό ιστό.

Η εργασία τους με καλλιέργειες κυττάρων και ιστών έδειξε ότι το PEPITEM έχει άμεση επίδραση στους οστεοβλάστες, διεγείροντας τον σχηματισμό οστού αυξάνοντας τη δραστηριότητα των οστεοβλαστών και όχι τον αριθμό τους. Περαιτέρω μελέτες ταυτοποίησαν τον υποδοχέα NCAM-1 ως ειδικό υποδοχέα για το PEPITEM στους οστεοβλάστες και υπέδειξαν έντονα ότι η οδός σηματοδότησης NCAM-1-β-κατενίνης είναι υπεύθυνη για την αύξηση της δραστηριότητας των οστεοβλαστών. Αυτός ο υποδοχέας και η οδός είναι διαφορετικοί από τους προηγουμένως περιγραφέντες υποδοχείς PEPITEM σε άλλους ιστούς.

Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης τις επιδράσεις του PEPITEM στους οστεοκλάστες και στην οστική απορρόφηση. Εδώ, μελέτες σε ποντίκια έδειξαν ότι το PEPITEM μείωσε σημαντικά τον αριθμό των οστεοκλαστών, οδηγώντας σε μείωση της οστικής απορρόφησης μετάλλων. Οι ερευνητές στη συνέχεια απέδειξαν ότι η μείωση της δραστηριότητας των οστεοκλαστών ήταν αποτέλεσμα μιας διαλυτής ουσίας που εκκρίνεται τοπικά στον οστικό ιστό από οστεοβλάστες που «ενεργοποιούνται» από το PEPITEM.

Η Δρ. Helen McGettrick δήλωσε: «Ενώ τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα φάρμακα, τα διφωσφονικά, δρουν αναστέλλοντας τη δράση των οστεοκλαστών, το PEPITEM δρα γέρνοντας την ισορροπία υπέρ του σχηματισμού οστού χωρίς να επηρεάζει την ικανότητα των οστεοκλαστών να απορροφούν τον κατεστραμμένο ή αδύναμο οστικό ιστό μέσω της φυσιολογικής αναδιαμόρφωσης των οστών».

Η Helen Dunster, διευθύντρια ανάπτυξης επιχειρήσεων, η οποία έχει επιβλέψει την πνευματική ιδιοκτησία που σχετίζεται με το PEPITEM τα τελευταία οκτώ χρόνια, δήλωσε: «Το PEPITEM αποτελεί αντικείμενο μιας σειράς οικογενειών διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας που σχετίζονται με τη δραστηριότητά του σε φλεγμονές και φλεγμονώδεις ανοσολογικές, οστικές και παχυσαρκικές ασθένειες, ενώ αποτελείται και από μικρότερα φαρμακοφόρα του PEPITEM».