Looduslik peptiid näitab potentsiaali uue luu taastamise vahendina

Birminghami teadlased on näidanud, et PEPITEM, looduslikult esinev peptiid (väike valk), on paljulubav uue raviainena osteoporoosi ja teiste luukadu häirete raviks, millel on selged eelised olemasolevate ravimite ees.

PEPITEMi (transendoteliaalse migratsiooni peptiidi inhibiitor) tuvastasid esmakordselt 2015. aastal Birminghami ülikooli teadlased.

Ajakirjas Cell Reports Medicine avaldatud hiljutine uuring näitas esmakordselt, et PEPITEMi võib kasutada uudse ja varajase kliinilise sekkumisena vanusega seotud lihasluukonna haiguste tagasipööramiseks. Andmed näitavad, et PEPITEM suurendab luude mineralisatsiooni, moodustumist ja tugevust ning pöörab haiguste loommudelites luukadu tagasi.

Luukoe moodustub, taastub ja muutub pidevalt kogu elu jooksul, kusjuures kuni 10% inimese luukoest asendub igal aastal kahe tüüpi rakkude – luukoe moodustavate osteoblastide ja luukoe hävitavate osteoklastide – keerulise interaktsiooni kaudu. Selle hoolikalt koordineeritud protsessi häired põhjustavad selliste haiguste nagu osteoporoos ja reumatoidartriit, mida iseloomustab liigne luukoe hävimine, või anküloseeriv spondüliit, mis hõlmab luukoe ebanormaalset kasvu, avaldumist.

Kõige sagedamini kasutatavad osteoporoosiravimid (bisfosfonaadid) on suunatud osteoklaste vastu, et vältida edasist luukadu. Kuigi on olemas uuemaid "anaboolseid" aineid, mis võivad soodustada uue luu moodustumist, on neil kliinilises kasutuses piirangud, kusjuures teriparatiid (paratüreoidhormoon ehk PTH) on efektiivne ainult 24 kuud ja romosozumab (sklerostiinivastane antikeha) on seotud kardiovaskulaarsete sündmustega.

Seetõttu on selge vajadus töötada välja uusi ravimeetodeid, mis stimuleeriksid luude taastumist vanusega seotud lihasluukonna haiguste korral, millest osteoporoos on kõige levinum.

Dr Helen McGettricki ja dr Amy Naylori juhitud teadlased, sealhulgas dr Jonathan Lewis ja Catherine Frost Birminghami ülikooli põletiku ja vananemise instituudist ning dr James Edwards Oxfordi ülikooli Nuffieldi ortopeedia, reumatoloogia ja lihasluukonna teaduskonna osakonnast, hakkasid uurima PEPITEMi võimalikku terapeutilist toimet nendes tingimustes.

PEPITEM on looduslikult esinev lühike valk (peptiid), mida toodetakse organismis ja mille madalad tasemed esinevad kõigi inimeste veres.

Uuringu tulemused näitasid, et PEPITEM reguleerib luude ümberehitust ning selle hulga suurendamine organismis stimuleerib luude mineraliseerumist „noortes luudes“, mis ei ole haigestunud ega osteoporoosieelses seisundis, ning et see suurendab luude tugevust ja tihedust sarnaselt praeguste standardravimite (bisfosfonaadid ja PTH) kasutamisele.

Kuid potentsiaalse uue ravimi peamine test on selle võime sihtida loomulikku taastumisprotsessi, mida vanus või põletikuline haigus häirib.

Selles uuringus näitasid teadlased, et PEPITEMi täiendav manustamine piiras luukadu ja parandas luutihedust menopausi loommudelites, mis on inimestel osteoporootilise luukadu sagedane põhjus. Nende uuringud näitasid sarnaseid tulemusi ka põletikulise luuhaiguse (artriidi) mudelites, kus PEPITEM vähendas oluliselt luukahjustusi ja erosiooni.

Neid tulemusi toetasid uuringud, milles kasutati eakatelt patsientidelt liigeseoperatsiooni käigus eraldatud inimese luukude. Need uuringud näitasid, et eakate inimeste rakud reageerivad PEPITEMile, suurendades oluliselt osteoblastide küpsemist ning nende võimet toota ja mineraliseerida luukude.

Nende töö rakkude ja koekultuuridega näitas, et PEPITEMil on osteoblastidele otsene mõju, stimuleerides luu moodustumist osteoblastide aktiivsuse, mitte nende arvu suurendamise kaudu. Edasised uuringud identifitseerisid NCAM-1 retseptori kui PEPITEMi spetsiifilise retseptori osteoblastides ja viitasid tugevalt sellele, et NCAM-1-β-kateniini signaaliülekande rada vastutab osteoblastide aktiivsuse suurendamise eest. See retseptor ja rada erinevad varem kirjeldatud PEPITEMi retseptoritest teistes kudedes.

Teadlased uurisid ka PEPITEMi mõju osteoklastidele ja luu resorptsioonile. Siin näitasid hiirtega läbi viidud uuringud, et PEPITEM vähendas oluliselt osteoklastide arvu, mis viis luu mineraalide resorptsiooni vähenemiseni. Seejärel näitasid teadlased, et osteoklastide aktiivsuse vähenemine oli tingitud lahustuvast ainest, mida PEPITEMi poolt "aktiveeritud" osteoblastid lokaalselt luukoes eritasid.

Dr Helen McGettrick ütles: „Kuigi kõige sagedamini kasutatavad ravimid, bisfosfonaadid, toimivad osteoklastide toime blokeerimise teel, toimib PEPITEM luu moodustumise kasuks kallutades tasakaalu, mõjutamata osteoklastide võimet kahjustatud või nõrka luukudet normaalse luu ümberehituse kaudu resorbeerida.“

Äriarendusjuht Helen Dunster, kes on viimased kaheksa aastat PEPITEMiga seotud intellektuaalomandit haldanud, ütles: „PEPITEM on mitmete patendiperekondade objekt, mis on seotud selle aktiivsusega põletiku ja põletikuliste immuunvahendatud, luu- ja rasvumisega seotud haiguste korral, ning koosneb ka väiksematest PEPITEM-i farmakofooridest.“