Peptida semulajadi menunjukkan potensi sebagai agen pembaikan tulang baru

Penyelidik dari Birmingham telah menunjukkan bahawa PEPITEM, peptida semulajadi (protein kecil), memegang janji sebagai agen terapeutik baharu untuk rawatan osteoporosis dan gangguan kehilangan tulang yang lain, dengan kelebihan yang jelas berbanding ubat sedia ada.

PEPITEM (Perencat Peptida Penghijrahan Trans-Endothelial) pertama kali dikenal pasti pada tahun 2015 oleh penyelidik dari Universiti Birmingham.

Kajian terbaru yang diterbitkan dalam Perubatan Laporan Sel menunjukkan buat pertama kalinya bahawa PEPITEM boleh digunakan sebagai intervensi klinikal yang baharu dan awal untuk membalikkan penyakit muskuloskeletal yang berkaitan dengan usia, dengan data menunjukkan bahawa PEPITEM meningkatkan mineralisasi tulang, pembentukan dan kekuatan, dan membalikkan kehilangan tulang dalam model haiwan penyakit.

Tulang sentiasa dibentuk, diubah suai dan diubah suai sepanjang hayat, dan sehingga 10% tulang manusia diganti setiap tahun melalui interaksi kompleks antara dua jenis sel—osteoblas, yang membentuk tulang, dan osteoklas, yang memecahkan tulang. Gangguan dalam proses yang diselaraskan dengan teliti ini bertanggungjawab terhadap penyakit seperti osteoporosis dan arthritis rheumatoid, yang dicirikan oleh kemusnahan tulang yang berlebihan atau ankylosing spondylitis, yang melibatkan pertumbuhan tulang yang tidak normal.

Terapi yang paling biasa digunakan untuk osteoporosis (bifosfonat) menyasarkan osteoklas untuk mengelakkan kehilangan tulang selanjutnya. Walaupun terdapat agen "anabolik" baru yang boleh menggalakkan pembentukan tulang baru, ia mempunyai had dalam penggunaan klinikal, dengan teriparatide (hormon paratiroid, atau PTH) hanya berkesan selama 24 bulan, dan romosozumab (antibodi anti-sclerostin) yang dikaitkan dengan kardiovaskular penyakit. -peristiwa vaskular.

Oleh itu, terdapat keperluan yang jelas untuk membangunkan terapi baharu untuk merangsang pembaikan tulang dalam penyakit muskuloskeletal yang berkaitan dengan usia, di mana osteoporosis adalah yang paling biasa.

Penyelidik diketuai oleh Dr Helen McGettrick dan Dr Amy Naylor, termasuk Dr Jonathan Lewis dan Catherine Frost dari Institut Radang dan Penuaan di Universiti Birmingham, dan Dr James Edwards dari Jabatan Ortopedik, Rheumatologi dan Sains Muskuloskeletal Nuffield di Universiti Oxford, mula menyiasat potensi kesan terapeutik PEPITEM dalam keadaan ini.

PEPITEM ialah protein pendek (peptida) semula jadi yang dihasilkan dalam badan dan didapati beredar dalam semua orang pada tahap rendah.

Hasil kajian menunjukkan bahawa PEPITEM mengawal pembentukan semula tulang dan meningkatkan jumlahnya dalam badan merangsang mineralisasi tulang dalam "tulang muda" yang tidak berada dalam keadaan berpenyakit atau pra-osteoporotik, dan ini membawa kepada peningkatan kekuatan tulang. Dan ketumpatan, serupa dengan ubat standard semasa (bifosfonat dan PTH).

Walau bagaimanapun, ujian utama untuk terapeutik baharu yang berpotensi adalah keupayaannya untuk menyasarkan proses pembaikan semula jadi yang terjejas oleh usia atau penyakit radang.

Di sini, penyelidik menunjukkan bahawa pemberian PEPITEM tambahan mengehadkan kehilangan tulang dan meningkatkan ketumpatan tulang dalam model haiwan menopaus, punca biasa kehilangan tulang osteoporosis pada manusia. Kajian mereka juga menunjukkan keputusan yang sama dalam model penyakit tulang radang (arthritis), di mana PEPITEM mengurangkan kerosakan dan hakisan tulang dengan ketara.

Penemuan ini disokong oleh kajian menggunakan tisu tulang manusia yang dikeluarkan daripada pesakit tua semasa pembedahan sendi. Kajian ini menunjukkan bahawa sel-sel daripada orang dewasa yang lebih tua bertindak balas terhadap PEPITEM dengan meningkatkan kematangan osteoblas dengan ketara dan keupayaannya untuk menghasilkan dan memineralkan tisu tulang.

Kerja mereka dengan sel dan kultur tisu menunjukkan bahawa PEPITEM mempunyai kesan langsung pada osteoblas, merangsang pembentukan tulang dengan meningkatkan aktiviti osteoblas berbanding bilangannya. Kajian lanjut mengenal pasti reseptor NCAM-1 sebagai reseptor khusus untuk PEPITEM dalam osteoblas dan sangat mencadangkan bahawa laluan isyarat NCAM-1-β-catenin bertanggungjawab untuk peningkatan aktiviti osteoblas. Reseptor dan laluan ini berbeza daripada reseptor PEPITEM yang diterangkan sebelum ini dalam tisu lain.

Penyelidik juga mengkaji kesan PEPITEM pada osteoklas dan penyerapan tulang. Di sini, kajian pada tikus menunjukkan bahawa PEPITEM mengurangkan bilangan osteoklas dengan ketara, yang membawa kepada penurunan penyerapan mineral tulang. Selepas itu, penyelidik menunjukkan bahawa pengurangan dalam aktiviti osteoklas adalah hasil daripada bahan larut yang dilepaskan secara tempatan ke dalam tisu tulang oleh osteoblas "diaktifkan" oleh PEPITEM.

Dr Helen McGettrick berkata: "Walaupun ubat yang paling biasa digunakan, bifosfonat, berfungsi dengan menyekat tindakan osteoklas, PEPITEM berfungsi dengan mengalihkan keseimbangan memihak kepada pembentukan tulang tanpa mengganggu keupayaan osteoklas untuk menyerap semula tulang yang rosak atau lemah. Tisu melalui pembentukan semula tulang biasa."

Helen Dunster, Pengurus Pembangunan Perniagaan, yang telah menyelia harta intelek yang dikaitkan dengan PEPITEM selama lapan tahun yang lalu, berkata: “PEPITEM ialah subjek beberapa keluarga paten yang berkaitan dengan aktivitinya dalam keradangan dan keradangan yang dimediasi imun, tulang dan berkaitan dengan penyakit obesiti, serta yang terdiri daripada farmakofor PEPITEM yang lebih kecil."