Luonnollinen peptidi osoittaa potentiaalia uutena luunparannusaineena

Birminghamilaiset tutkijat ovat osoittaneet, että PEPITEM, luonnossa esiintyvä peptidi (pieni proteiini), on lupaava uusi terapeuttinen aine osteoporoosin ja muiden luukatosairauksien hoitoon, ja sillä on selkeitä etuja olemassa oleviin lääkkeisiin verrattuna.

PEPITEM (peptidiestäjä transendoteliaalisen migraation) tunnistettiin ensimmäisen kerran vuonna 2015 Birminghamin yliopiston tutkijoiden toimesta.

Cell Reports Medicine -lehdessä julkaistu tuore tutkimus on ensimmäistä kertaa osoittanut, että PEPITEMiä voidaan käyttää uutena ja varhaisena kliinisenä interventiona ikään liittyvien tuki- ja liikuntaelinsairauksien kääntämiseksi. Tiedot osoittavat, että PEPITEM lisää luun mineralisaatiota, muodostumista ja lujuutta sekä kääntää luukadon sairauksien eläinmalleissa.

Luuta muodostuu, rakennetaan uudelleen ja uudistetaan jatkuvasti läpi elämän, ja jopa 10 % ihmisen luusta uusiutuu vuosittain kahden solutyypin – luuta muodostavien osteoblastien ja luuta tuhoavien osteoklastien – monimutkaisen vuorovaikutuksen kautta. Tämän huolellisesti koordinoidun prosessin häiriöt ovat vastuussa sellaisten sairauksien kuin osteoporoosin ja nivelreuman, joille on ominaista liiallinen luun tuhoutuminen, tai selkärankareuman, johon liittyy epänormaalia luun kasvua, ilmentymistä.

Yleisimmin käytetyt osteoporoosihoidot (bisfosfonaatit) kohdistuvat osteoklasteihin estääkseen lisäluukadon. Vaikka on olemassa uudempia "anabolisia" aineita, jotka voivat edistää uuden luun muodostumista, niillä on kliinisessä käytössä rajoituksensa. Teriparatidi (lisäkilpirauhashormoni eli PTH) tehoaa vain 24 kuukautta ja romosotsumabi (sklerostiinivasta-aine) on yhdistetty sydän- ja verisuonitapahtumiin.

Siksi on selvä tarve kehittää uusia hoitoja luun korjausleikkauksen stimuloimiseksi ikään liittyvissä tuki- ja liikuntaelinsairauksissa, joista osteoporoosi on yleisin.

Tri Helen McGettrickin ja tri Amy Naylorin johtamat tutkijat, mukaan lukien tri Jonathan Lewis ja Catherine Frost Birminghamin yliopiston tulehdus- ja ikääntymisinstituutista sekä tri James Edwards Oxfordin yliopiston Nuffieldin ortopedian, reumatologian ja tuki- ja liikuntaelimistön laitokselta, alkoivat tutkia PEPITEMin mahdollisia terapeuttisia vaikutuksia näissä tiloissa.

PEPITEM on luonnossa esiintyvä lyhyt proteiini (peptidi), jota tuotetaan elimistössä ja jota esiintyy pieninä pitoisuuksina kaikkien ihmisten verenkierrossa.

Tutkimuksen tulokset osoittivat, että PEPITEM säätelee luun uudelleenmuodostusta ja että sen määrän lisääminen elimistössä stimuloi luun mineralisaatiota "nuorissa luissa", jotka eivät ole sairaassa tai osteoporoosia edeltävässä tilassa, ja että tämä johtaa luun lujuuden ja tiheyden lisääntymiseen samalla tavalla kuin nykyisillä standardilääkkeillä (bisfosfonaatit ja PTH).

Keskeinen testi potentiaaliselle uudelle terapeuttiselle lääkkeelle on kuitenkin sen kyky kohdistaa luonnollinen korjausprosessi, jota ikääntyminen tai tulehdussairaus häiritsee.

Tässä tutkimuksessa tutkijat osoittivat, että PEPITEM-lisäravinne rajoitti luukatoa ja paransi luuntiheyttä vaihdevuosien eläinmalleissa, jotka ovat yleinen osteoporoottisen luukadon syy ihmisillä. Heidän tutkimuksensa osoittivat samanlaisia tuloksia myös tulehduksellisen luusairauden (niveltulehduksen) malleissa, joissa PEPITEM vähensi merkittävästi luuvaurioita ja eroosiota.

Näitä havaintoja tukivat tutkimukset, joissa käytettiin iäkkäiltä potilailta nivelleikkauksen aikana uutettua ihmisluukudosta. Nämä tutkimukset osoittivat, että iäkkäiden ihmisten solut reagoivat PEPITEMiin lisäämällä merkittävästi osteoblastien kypsymistä ja niiden kykyä tuottaa ja mineralisoida luukudosta.

Heidän työnsä solu- ja kudosviljelmien kanssa osoitti, että PEPITEMillä on suora vaikutus osteoblasteihin, stimuloiden luunmuodostusta lisäämällä osteoblastien aktiivisuutta pikemminkin kuin niiden määrää. Lisätutkimukset tunnistivat NCAM-1-reseptorin spesifiseksi PEPITEM-reseptoriksi osteoblasteissa ja viittasivat vahvasti siihen, että NCAM-1-β-kateniinin signalointireitti on vastuussa osteoblastien aktiivisuuden lisäämisestä. Tämä reseptori ja reitti eroavat aiemmin kuvatuista PEPITEM-reseptoreista muissa kudoksissa.

Tutkijat tarkastelivat myös PEPITEMin vaikutuksia osteoklasteihin ja luun resorptioon. Tässä hiirillä tehdyt tutkimukset osoittivat, että PEPITEM vähensi merkittävästi osteoklastien määrää, mikä johti luun mineraalien resorption vähenemiseen. Tutkijat osoittivat myöhemmin, että osteoklastien aktiivisuuden väheneminen johtui liukoisesta aineesta, jota PEPITEMin "aktivoimat" osteoblastit erittivät paikallisesti luukudokseen.

Tri Helen McGettrick sanoi: "Vaikka yleisimmin käytetyt lääkkeet, bisfosfonaatit, toimivat estämällä osteoklastien toimintaa, PEPITEM toimii kääntämällä vaakaa luunmuodostuksen eduksi vaikuttamatta osteoklastien kykyyn resorboida vaurioitunutta tai heikkoa luukudosta normaalin luun uudelleenmuodostuksen kautta."

Helen Dunster, liiketoiminnan kehityspäällikkö, joka on valvonut PEPITEMiin liittyvää immateriaalioikeutta viimeiset kahdeksan vuotta, sanoi: "PEPITEM on useiden patenttiperheiden kohteena, jotka liittyvät sen vaikutukseen tulehduksellisissa ja tulehduksellisissa immuunivälitteisissä, luustoon ja lihavuuteen liittyvissä sairauksissa, sekä pienempiin PEPITEM-farmakoforeihin."