Natürliches Peptid zeigt Potenzial als neues Knochenreparaturmittel

Forscher aus Birmingham haben gezeigt, dass PEPITEM, ein natürlich vorkommendes Peptid (kleines Protein), ein vielversprechendes neues Therapeutikum zur Behandlung von Osteoporose und anderen Erkrankungen mit Knochenschwund ist und klare Vorteile gegenüber bestehenden Medikamenten bietet.

PEPITEM (Peptide Inhibitor of Trans-Endothelial Migration) wurde erstmals 2015 von Forschern der Universität Birmingham entdeckt.

Neue, in Cell Reports Medicine veröffentlichte Studien zeigen erstmals, dass PEPITEM als neue und frühe klinische Intervention zur Umkehrung altersbedingter Erkrankungen des Bewegungsapparats eingesetzt werden könnte. Die Daten zeigen, dass PEPITEM die Knochenmineralisierung, -bildung und -stärke verbessert und den Knochenschwund in Tiermodellen umkehrt. Krankheit.

Knochen werden im Laufe des Lebens ständig gebildet, umgebaut und umgestaltet, und bis zu 10 % des menschlichen Knochens werden jährlich durch eine komplexe Interaktion zwischen zwei Zelltypen ersetzt – Osteoblasten, die Knochen bilden, und Osteoklasten, die Knochen abbauen. Störungen in diesem sorgfältig koordinierten Prozess sind für Krankheiten wie Osteoporose und rheumatoide Arthritis verantwortlich, die durch übermäßige Knochenzerstörung gekennzeichnet sind, oder ankylosierende Spondylitis, die mit abnormalem Knochenwachstum einhergeht.

Die am häufigsten verwendeten Therapien für Osteoporose (Bisphosphonate) zielen auf Osteoklasten ab, um weiteren Knochenverlust zu verhindern. Obwohl es neue „anabole“ Wirkstoffe gibt, die die Knochenneubildung fördern können, sind sie in der klinischen Anwendung eingeschränkt. Teriparatid (ein Parathormon oder PTH) ist nur 24 Monate lang wirksam und Romosozumab (ein Anti-Sklerostin-Antikörper) wird mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht. -vaskuläre Ereignisse.

Folglich besteht ein klarer Bedarf an der Entwicklung neuer Therapien zur Stimulierung der Knochenreparatur bei altersbedingten Erkrankungen des Bewegungsapparats, von denen Osteoporose die häufigste ist.

Forscher unter der Leitung von Dr. Helen McGettrick und Dr. Amy Naylor, darunter Dr. Jonathan Lewis und Catherine Frost vom Institute of Inflammation and Aging der Universität Birmingham und Dr. James Edwards von der Nuffield-Abteilung für Orthopädie, Rheumatologie und Muskel-Skelett-Wissenschaften der Universität Oxford, begannen, die potenziellen therapeutischen Wirkungen von PEPITEM bei diesen Erkrankungen zu untersuchen.

PEPITEM ist ein natürlich vorkommendes kurzes Protein (Peptid), das im Körper produziert wird und in geringen Mengen bei allen Menschen im Umlauf ist.

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass PEPITEM den Knochenumbau reguliert und dass eine Erhöhung seiner Menge im Körper die Knochenmineralisierung in „jungen Knochen“ stimuliert, die sich nicht in einem erkrankten oder präosteoporotischen Zustand, und dass dies zu einer erhöhten Knochenstärke und -dichte führt, ähnlich wie bei den derzeitigen Standardmedikamenten (Bisphosphonate und PTH).

Ein wichtiger Test für ein potenzielles neues Therapeutikum ist jedoch seine Fähigkeit, den natürlichen Reparaturprozess anzusprechen, der durch Alter oder entzündliche Erkrankungen beeinträchtigt wird.

Hier zeigten Forscher, dass die Verabreichung von zusätzlichem PEPITEM den Knochenverlust begrenzte und die Knochendichte in Tiermodellen der Menopause verbesserte, einer häufigen Ursache für osteoporotischen Knochenverlust beim Menschen. Ihre Studien zeigten auch ähnliche Ergebnisse in Modellen entzündlicher Knochenerkrankungen (Arthritis), bei denen PEPITEM Knochenschäden und -erosion signifikant reduzierte.

Diese Ergebnisse wurden durch Studien mit menschlichem Knochengewebe unterstützt, das älteren Patienten während einer Gelenkoperation entnommen wurde. Diese Studien zeigten, dass Zellen älterer Erwachsener auf PEPITEM reagieren, indem sie die Reifung von Osteoblasten und ihre Fähigkeit, Knochengewebe zu produzieren und zu mineralisieren, deutlich steigern.

Ihre Arbeit mit Zellen und Gewebekulturen zeigte, dass PEPITEM eine direkte Wirkung auf Osteoblasten hat und die Knochenbildung stimuliert, indem es die Osteoblastenaktivität und nicht deren Anzahl steigert. Weitere Studien identifizierten den NCAM-1-Rezeptor als spezifischen Rezeptor für PEPITEM in Osteoblasten und legten nahe, dass der NCAM-1-β-Catenin-Signalweg für die Steigerung der Osteoblastenaktivität verantwortlich ist. Dieser Rezeptor und Signalweg unterscheidet sich von zuvor beschriebenen PEPITEM-Rezeptoren in anderen Geweben.

Die Forscher untersuchten auch die Auswirkungen von PEPITEM auf Osteoklasten und Knochenresorption. Studien an Mäusen zeigten, dass PEPITEM die Anzahl der Osteoklasten deutlich reduzierte, was zu einer verringerten Knochenmineralresorption führte. Anschließend zeigten die Forscher, dass die Verringerung der Osteoklastenaktivität das Ergebnis einer löslichen Substanz ist, die von durch PEPITEM „aktivierten“ Osteoblasten lokal in das Knochengewebe freigesetzt wird.

Dr. Helen McGettrick sagte: „Während die am häufigsten verwendeten Medikamente, Bisphosphonate, wirken, indem sie die Wirkung von Osteoklasten blockieren, wirkt PEPITEM, indem es das Gleichgewicht zugunsten der Knochenbildung verschiebt, ohne die Fähigkeit der Osteoklasten zu beeinträchtigen, beschädigtes oder schwaches Knochengewebe durch normalen Knochenumbau zu resorbieren.“

Helen Dunster, Business Development Manager, die seit acht Jahren das geistige Eigentum im Zusammenhang mit PEPITEM betreut, sagte: „PEPITEM ist Gegenstand einer Reihe von Patentfamilien im Zusammenhang mit seiner Wirkung bei Entzündungen und immunvermittelten Entzündungen, Knochenerkrankungen und Fettleibigkeitserkrankungen sowie solchen, die aus kleineren Pharmakophoren von PEPITEM bestehen.“